Поверхні зламу МІНЕРАЛІВ
Поверхность злам МІНЕРАЛІВ
при розколюванні мінералів , Позбавлених спайности або володіють поганий спайностью, виникають незакономірні поверхні зламу, який за зовнішнім виглядом характеризується як раковистий (опал), нерівний (пірит), рівний (вюртцит), заїдливий (актіноліт), гачкуватий (самородне срібло), шорсткий (диопсид) або землистий (лимонит).
КРИХКІСТЬ І ПРУЖНІСТЬ МІНЕРАЛІВ
Мінерали поводяться no-різному при різних механічних впливах (розколюванні, дряпанні, різанні або згинанні). Якщо порошок, що утворюється при дряпанні мінералу, розлітається в сторони, - мінерал крихкий (кварц, польовий шпат), якщо ж порошок залишається на місці, - мінерал м'який (тальк). Мінерал називається ковким, якщо при дряпанні не утворюється порошку (самородна мідь); пластичними вважаються мінерали, які можна розплющити молотком (платина, золото, срібло), гібкімі- мінерали , Які після вигину залишаються в зігнутому стані (самородна мідь, самородні благородні метали, хлорит), пружними мінерали вважаються в тому випадку, якщо після зняття навантаження мінерал повертається в первісний стан (мусковіт, біотит).
Спайність МІНЕРАЛІВ
Під спайностью мінералів розуміють здатність утворювати Виколювання (по тріщинах), обмежені рівними площинами (див. Табл. 1), при механічному впливі (удар, тиск, розтягнення). Поверхні спайності розташовані паралельно можливим гранях кристала. Виниклі таким чином геометрично правильні тіла називають спайні Виколювання. Спайність пов'язують з атомним будовою - розташуванням атомів в кристалічній решітці. Існують мінерали з досконалою (дуже хорошою), чудовою, менш виразною (хорошою) і поганий спайностью [У вітчизняній літературі прийнято розрізняти вельми досконалу, досконалу, середню і недосконалу спайность.- Прим. перев]. Всі мінерали, в назви яких входить слово «шпат», виявляють більш-менш хорошу спайність, як, наприклад, польовий шпат, ісландський шпат, бурий шпат, важкий шпат і ін. Слюди і слюдістие мінерали володіють досить досконалою спайність , Перпендикулярної головної осі (осі с); близько 50% рудних мінералів мають спайність по кубу, октаедру або ромбододекаедра (табл. 3).
БІЛЬШЕ СКЛАДНІ ФІЗИЧНІ МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МІНЕРАЛІВ
світлопереломлювання
Заломлення світла в мінералах вивчають за допомогою поляризаційного мікроскопа. Зустрічаються мінерали з високим показником заломлення (алмаз) і мінерали, слабо заломлюють світло (кварц). Більшість мінералів мають здатність розкладати промінь світла на два промені, в результаті чого виникає роздвоєне зображення, т. Е. Більшість мінералів мають властивість двупреломления. Особливо чітко цей ефект виявляється у водяний-прозорого ісландського шпату. Поляризаційний мікроскоп, який дозволяє визначати двупреломление, був сконструйований спеціально для дослідження мінералів і гірських порід.
МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ
У деяких мінералів більш-менш різко виявлені магнітні властивості. У разі коли такі мінерали володіють полярним магнетизмом, їх називають феромагнітними. Найважливішими їх представниками є магнетит, титаномагнетит і пирротин. У багатьох породах магнетит і титаномагнетит присутні в якості поширених акцесорних мінералів [Більшість інших залізовмісних мінералів володіють більш слабким магнетизмом - їх називають парамагнітним (наприклад, піроксени, ільменіт і ін.); багато мінералів виявляють магнітні властивості лише під впливом електричного поля (наприклад, пірит, халькопірит і ін.). - Прим. перев,].
ФІЗІОЛОГІЧНІ властивості
Ряд мінералів, головним чином легкорозчинні солі, можна розрізнити на смак, наприклад кам'яна сіль (солона), карналіт (пекучо солоний), гірка сіль (гірка). Інші мінерали (і мінеральні речовини) розрізняються по їх специфічним запахом, наприклад нафту, асфальт, сірка. Деякі мінерали видають запах при розколюванні, наприклад арсенопірит, який при ударі видає часниковий запах. Смердючий шпат через свого неприємного запаху повністю виправдовує свою назву. Якщо подихати на глинисті породи, виникає характерний запах вологої землі. Істотною є також ступінь шорсткості мінералів, т. Е. Відчуття, що виникає при дотику до мінералу. Виділяються головним чином жирні або гладкі і шорсткі мінерали.
ХІМІЧНІ
властивості
МІНЕРАЛІВ
Прості хімічні і фізико-хімічні дослідження, за допомогою яких встановлюється якісний і кількісний хімічний склад мінералів, дуже різноманітні. Вже така властивість, як розчинність, дозволяє розділити світ мінералів на важко-і легкорозчинні мінерали. При визначенні мінералів за зовнішніми ознаками часто застосовуються прості хімічні випробування кислотами. мінеральна речовина , Перетворене в порошок, розчиняється або розкладається в кислотах. Розчин може бути безбарвним, пофарбованим або каламутним. Дуже часто в посудині залишається нерозчинний осад. Під дією реагенту нерідко випадає пластівчастий осад. При цьому спостерігається характерне фарбування, особливо типове в тих випадках, коли ми маємо справу з металевими з'єднаннями. Таким простим способом можна виявити сполуки заліза, нікелю, міді, кобальту та ін. Відомий ряд якісних і напівкількісних реакцій, в тому числі забарвлення полум'я (Бунзену-ської пальника), поведінка мінеральної речовини при прожаренні в гарячій частині полум'я, в закритій або відкритій скляній трубочці. Так, якщо в мінералі присутній кристаллизационная вода, як, наприклад, в гіпсі, волога у вигляді крапель збирається в холодній частині судини. Деякі мінерали, особливо сульфіди, при випалюванні виділяють смердючі пари двоокису сірки. Мишьяксодержащіе мінерали (льолінгіт, арсенопірит) утворюють в скляній трубочці металеве дзеркало. Аналогічно поводяться сульфіди, що містять сурму. Однозначно визначаються також крапельки ртуті на стінках скляної трубочки , Коли цим способом досліджуються мінерали, що містять ртуть.
Мал. 12.
Подальші діагностичні можливості надають реакції плавлення за допомогою паяльної трубки на деревному вугіллі з добавкою бури, соди та ін. Перш за все таким шляхом визначають рудні мінерали, які при плавленні залишають специфічний металевий кулька або утворюють деякі хімічні сполуки. При випробуванні інших рудних мінералів на вугіллі в якості продукту реакції виникає білий або кольоровий (зазвичай пилуватий) наліт.
Контроль реакції плавлення проводиться звичайно в такий спосіб. Якщо помістити паяльну трубку в полум'я і вдувати повітря, то виникає гостре довге синє несвітними окислительное полум'я. Якщо паяльну трубку тримають біля полум'я, так що полум'я при дуття відхиляється в сторону, то полум'я залишається світиться жовтим - це відновне полум'я. Розпечений вільний вуглець відновлює пробу мінералу, коли вона охоплена світиться частиною полум'я.
До числа методів реакцій плавлення відноситься також сплавлення мінеральних речовин в стекловатиє перли із застосуванням бури або соди, що сприяють процесу плавлення. Такий спосіб особливо ефективний у разі тугоплавких мінералів. До цих методів відноситься застосовуваний протягом декількох століть аналіз за допомогою паяльної трубки. Тут не згадуються сучасні детальні хіміко-аналітичні методи, що застосовуються в наукових лабораторіях, де проводиться повний хімічний аналіз мінералів і визначення елементів-домішок.
ОСВІТА МІНЕРАЛІВ
ПРИ геологічних
ПРОЦЕССАХ
Мінеральні освіти і складаються з них маси гірських порід , Включаючи мінеральні корисні копалини, є продуктами розвитку Землі, т. Е. Таких геодинамічних процесів, як магнетизм, вулканізм, горотворення, фізичне і хімічне руйнування порід під дією льоду, води і вітру. В ході розвитку Землі багаторазово відбувалося перетворення всієї її верхньої оболонки і як наслідок перевідкладення багатьох мінералів і мінеральних мас на структурних поверхах земної кори.
МАГМАТИЗМ
У земній корі утворюються найбільш широко поширені мінерали. Вони виникають в основному трьома шляхами: при магматичних процесах, як контактовому утворень і в зв'язку з складкообразованием (рис. 13). При кристалізації магми - вогненно-рідкого, зазвичай насиченого газами силікатної расплава- формуються відповідно до її хімічним складом різні вивержені породи, в тому числі граніти, діорити, габро і проміжні типи порід, які у вигляді геологічних тіл (плутонів, штоків, лакколитов, жив) проривають земну кору.
Мал. 13. Блок-діаграма , Що ілюструє кругообіг речовин в земній корі (безперервно і нескінченно протікає в напрямку зліва направо) (по Г. Клоос).
Процеси і області їх розвитку:
I. Вивітрювання і денудація
II. Перенесення (транспортування) річками
III. Відкладення і цементація продуктів вивітрювання (осадові породи)
IV. Перетворення під впливом горотворних процесів, складчастості і здіймання мас гірських порід (дінамометаморфізм або дислокаційний метаморфизм)
V. Більш інтенсивне перетворення під впливом підвищеного тиску і підвищеної температури (регіональний метаморфізм)
VI. Повторне плавлення гірських порід (гранітизацією)
A. Магматичні породи
a. плутоніти (глибинні породи)
б. вулканіти (ізлівшіеся породи)
в. Опади і осадові породи (седиментаційних породи)
1. Гравій і галька, конгломерат, щебінь, брекчия
2. Пісок, піщаник
3. Глина, Сланцеватая глина, механічні (або уламкові) відкладення, зазвичай морського походження
4. Мергель (суміш вапняку і глинистого-ого сланцю), змішані хемогенние і механічні опади
5. Вапняк і доломіт
6. Солі, хемогенние (морські) відкладення
C. Метаморфічні породи (метаморфіти), що утворилися за рахунок осадових порід
Мал. 14. Геологічні поверхи магматичних родовищ (Strunz, 1966).
Процес кристалізації в надрах Землі починається з раннього виділення мінералів в ще рідкому розплаві. При подальшому охолодженні протікає головний етап кристалізації труднолетучих компонентів (SiO2, TiO2, A12O3, FeO2, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O). Слідом за головною стадією кристалізації настає стадія позднемагматіческім кристалізації під впливом так званих минерализаторов, або летючих компонентів, до яких відносяться вода, сполуки фтору, хлору, бору та ін. Якщо розплав при своєму підйомі тими чи іншими шляхами досягає поверхні Землі, то розвиваються процеси вулканізму : магма, зазнавши дегазацію, застигає у вигляді лави. Мінерали, що утворюються при вулканічних процесах, менш численні, ніж мінерали, що виникають при плутонічних процесах і супроводжуючих їх явищах позднемагматіческім кристалізації. Навпаки, при субвулканических процесах як проміжної стадії іноді з'являються продукти різних стадій розвитку залишкової магматичної кристалізації (рис. 14).
Особливо багаті мінеральними видами продукти пізньої, або залишкової, стадії кристалізації. При подальшому охолодженні виникають мінеральні і рудні родовища в закономірною послідовності. Групи мінералів (або мінеральні асоціації), пов'язані з певною стадією кристалізації , Називаються мінеральними парагенезисами (див. Додаток 1Б). Вони пов'язані спільністю походження, і їх утворення залежить від фізико-хімічних параметрів (температури і тиску) магматичних розплавів. Встановлено, що в області температур, що характеризують гидротермальное мінералообразованіе, рудні і мінеральні формації представлені переважно рудами і жилами, що містять мідь, і такими асоціаціями, як свинець - срібло - цинк, олово - срібло - вольфрам - вісмут, сурма - ртуть - миш'як - селен . Мінеральні парагенезиси - найважливіша основа пошуків мінералів. Багато практичні вказівки можна отримати при вивченні мінеральних і рудних провінцій з властивою їм закономірною регіональної зональностью. Прикладом можуть служити металлогенические провінції саксонських Рудних гір (рис. 16) з їх характерними мінералами і рудними парагенезисами, що виникли протягом декількох геологічних періодів. У Гарце навколо гранітних масивів Брокен і Рамберг надзвичайно чітко проявлена зональність мінеральних і рудних виділень (рис. 17).
Мал. 15. Плутонічні родовища.
Греч, «ано» - аномальний; «Апо» - більш віддалений; «Акр | о» - вершина; «Батос» - глибина; «Генезис» - походження; «Гіпо» - зовсім внизу; «Като» - вниз; «Крипто» - прихований; «Лите» - камінь; «Мезо» - поблизу, біля; «Пери» - навколо; «Тілі» - далеко; «Ем» - в; «Ендосом» - всередині; «Епі» - після, на, над. Лат. вулкан - Бог вогню ; «Інтра» - всередині; Плутон - повелитель підземного царства; «Пневма» - дихання; «Суб» - під.
Мал. 16. Металогенічна карта Рудних гір (по К. Пітцш, з доповненнями Р. Юбельта).
Металлогенічеськие провінції: 1 - олов'яні і вольфрамові родовища; 2 - свинцево-цинково-срібні родовища; 3 - вісмут-кобальт-нікель-уран-срібні родовища; 4-силікатно-нікелеві родовища; 5 - сірий гнейс; 6 - червоний гнейс; 7 - граніт.
Мал. 17. Рудна зональність навколо гранітного плутону Рамберг, південніше Талі, Нижній Гарц (по А. Ціссарцу, Л. Бауманну, К-Д. Вернеру).
1 - антимоніт; 2 - сидерит; 3 - галеніт - сфалерит; 4 - пірит - халькопірит - флюорит; 5 - флюорит; 6 - вольфрамит - пірит - кварц; 7 - арсенопірит - пірит - кварц; 8 - Форланд Гарца; 9 - порфір; 10 - граніт; 11 - контактовому ореол; 12- граувакки, глинисті сланці,
Мал. 18. Поперечний розріз головною жили
(Штрасберг-Нёйдорфская система жив) в районі шахти Глазебах (Oelsner, Kraft, Schutzel, 1958).
У межах зон мінералізації різними шляхами формуються специфічні мінеральні утворення і скупчення мінералів; вони виявляють залежність від умов температури і тиску всередині геологічних обсягів, де локалізуються процеси мінералооб-разования. З впровадженням магматичних мас пов'язані геологічні руху, особливо тектонічного характеру, що призводять до утворення розривів у вмісних породах і в самих магматичних тілах. Виникаючі тріщини в подальшому заповнюються пегматитовими расплавами, пегматит-пневматолітових до гідротермальних розчинами, які перебувають під високим тиском.
Тріщини в протягом того чи іншого геологічного відрізка часу або в ході історії розвитку Землі, яка охоплює сотні мільйонів років, могли неодноразово відкриватися. При кожному повторному прочинив-вання тріщин в них знову проникали мінералообразующего-щие розчини, здебільшого відрізняються від попередніх (рис. 3, 19). Одним із завдань мінералогічного вивчення є впорядкування всього різноманіття мінералів за складом і часу освіти. При цьому особливий інтерес представляють різноманітність габітусу кристалів, кристалічні зростки і особливості ограновування (див. Табл. 3 і додаток 1А) мінералів.
Результати комплексного дослідження мінералів і встановлені мінералогічні закономірності служать передумовою успішних пошуків родовищ. Численні мінеральні парагенезиси групуються в серії, що розрізняються по послідовності освіти (див. Додатки).
Деякі мінерали, наприклад кварц і пірит , Являють собою так звані наскрізні мінерали. Вони починають кристалізуватися вже в пневматоліто-ву фазу і ще раніше і супроводжують мінеральні виділення аж до гідротермальної серії. Для інших мінеральних фаз встановлюється різна інтенсивність виділення в межах різних температурних інтервалів.
Мал. 19. гідротермальної Виконання тріщіні.
Парагенезіс серебросодержащий сфалерит-арсенопіріт-халькопіріт-галеніт-родохрозітові дайки в гнейсах Бранд около Фрейберга в Рудних горах (по В. Маухеру).
1 - біотітові гнейси; 2 - стовпчастій кварц; 3 - сфалерит (серебросодержащий цинкова обманка); 4 - арсенопіріт; 5 - родохрозит (марганцеві шпат); 6-галеніт (свинцево Блиск); 7 - халькопіріт (мідний колчедан); 8 - кальцит (вапняних шпат).
Контактового метаморфізм І контактового метасоматоз
У контактовому породах, особливо вокруг гранітніх масівів, зустрічаються різноманітні мінеральні асоціації. У контактовому зонах на породах, что вміщають позначається Вплив температури, тиску и Перш за все Летючий компонентів магматічного розплаву. Мінеральні освіти (мінеральні парагенезиси) в області контакту залежався від складу превращаются гірськіх порід.
Если, например, контактовому метаморфизму піддаються гліністі породи (багаті алюмінієм), то вінікають, зокрема, андалузит-Кордієрітові роговики з буттям и кварцом. Если метаморфизм відчувають вапняка, доломіт , Вапняні, доломіту або вапняно-доломітові мергелі, то формуються вапняно-сілікатні роговики з дуже різнімі мінераламі, в тому чіслі диопсидом, везувіаном, гроссуляра, андрадіта. Вони іноді сильно збагачені магнетитом (магнетитові скарни) або рудами кольорових металів, що містять халькопирит, пирротин, сфалерит, арсенопірит (поліметалічні скарни).
дінамометаморфізм
З горообразующіх процесами пов'язана поява великого числа специфічних мінеральних перагене-зисів. При цьому виникають такі породи, як гнейси , Гнейсо-сланці, слюдяні сланці, філліти, амфіболіти, гранатові породи, еклогіти, серпентиніти і ін.
Характерні МІНЕРАЛЬНІ парагенезісов
Мусковіт, альмандин, кварц - мусковіт-гранат-слюдяні сланці
Мусковіт, кварц, дистен, альмандин - дистен-гранат-слюдяні сланці
Мусковіт, кварц, дистен, Ставролен - Ставролен-слюдяні сланці
Мусковіт, біотит, калієвий польовий шпат, плагіоклаз, кварц - слюдяні гнейсо-сланці або парагнейси
Амфібол, плагіоклаз, гранат, рутил - плагіоклазовие амфіболіти і т. Д.
МІНЕРАЛЬНІ парагенезісов Хемогенний-ОСАДОВИХ ПОРІД , МІНЕРАЛЬНИХ І Руднєв УТВОРЕНЬ
У екзогенної зоні земної кори мінеральні утворення виключно різноманітні насамперед завдяки хімічним процесам розкладання і осадження (хімічне вивітрювання) під впливом кисню атмосфери, вуглекислоти і води. Процеси руйнування мінералів відбуваються досить по-різному. Вони залежать від стійкості мінералів і від характеру самого процес * са (хімічне розкладання, повільне або швидке механічне пошкодження).
Наведемо кілька примеров:
тверді мінерали (кварц, алмаз, каситерит, хроміт і ін.) з працею руйнуються механічним і хімічним шляхом;
мусковит легко руйнується механічним, але важко розкладається хімічним шляхом;
олівін, біотит, сульфіди (ліріт, халькопірит, пирротин і ін.) схильні до швидкого розкладання. Легко руйнується олівін, представлений суцільними масами (перидотит), розкладається з утворенням землистий оксидів заліза (лимонит, гидрогематіт) і частково гідросилікатів нікелю (гарніеріт, нікелевий хлорит);
породообразующие мінерали - польові шпати, фельдшпатоїди, піроксени, амфіболи, гранати і др руйнуються повільніше або швидше залежно від характеру вивітрювання. Продуктом вивітрювання польових шпатів зазвичай є каолініт - головна мінеральна складова частина більшості грунтів.
над родовищами сульфідів міді , Золотоносного піриту, свинцево-цинкових руд під дією ґрунтових вод формуються так звані «капелюхи» (зони окислення). В результаті хімічного розкладання утворюються такі мінеральні парагенезиси:
лимонит в родовищах піриту;
Купрій, азурит, малахіт в сульфидно-мідних родовищах;
геміморфіт (каламін, ГалМі), церуссит, кальцит, доломіт і ін. в свинцево-цинкових родовищах.
Мал. 20. Рудні жили в гнейсах або інших породах.
Нижче рівня грунтових вод відбувається утворення сульфідних рудних мінералів або самородні металів, таких, як мідь, срібло, золото. Сульфідні руди, перш за все мідні, складають вдруге збагачені металом зони (зони цементації) з ковеллін, борніту, Халькозін і ін. Процеси їх формування в хімічному відношенні дуже складні. Різноманітність мінералів в цих хемогенно-осадових парагенезісов надзвичайно велике. Осадження мінералів і виникнення мінеральних скупчень може відбуватися завдяки діяльності організмів, асиміляції мінерального речовини рослинами і засвоєнню його скелетами тварин. Утворюються такі карбонатні сполуки, як кальцит, арагоніт, доломіт, сидерит і іноді пірит , Фосфати (наприклад, вивианит або фосфорит).
При процесах випаровування соленосних ділянок морських басейнів в осад випадають такі мінерали солей, як галит (кам'яна сіль), сильвин, карналлита також ряд мінералів - ангідрит, гіпс, кальцит, доло-міт. Всі ці мінералообразующего процеси часто знаходять своє вираження у виникненні відповідних парагенезісов.
До книги включені три діагностичні таблиці для визначення мінералів за різними властивостями, (див. Додатки 2А і 2Б).
МІНЕРАЛИ ВІД А ДО Я
1. авгита
Ca (Mg, Fe, Al) [(Si, Al) 2O6]
Греч, «ауге» - блиск (кристали авгита часто мають блискучі грані) Мінерал групи піроксенів
Хімічний склад. мінливий; окис кальцію (СаО) 16-20%, окис магнію (MgO) 11,5-17,5%, закис заліза (FeO) 5-10%, окис заліза (F2O3) 1,5-8%, окис алюмінію (А12О3 ) 4,5-7,8%, окис титану (ТiO2) 0,2- 1,25%, двоокис кремнію (SiO2) 46-50,5%.
Колір. Чорний з бурим відтінком, зеленувато-чорний, темно-зелений.
Блиск. Скляний.
Прозорість. Непрозорий, що просвічує.
Риса. Біла.
Твердість. 5-6.
Щільність. 3,3 - 3,5.
Злам. Раковистий.
Сингония. Моноклінна.
Форма кристалів. Короткостолбчаті, голчасті, толстотаблитчаті.
Кристалічна структура. Прості ланцюжка іонів. Клас симетрії. Призматичний - 2 / m. Ставлення осей. 1,1: 1: 0,6; | 3 ~ 105 °.
Спайність. Середня по призмі; кут між площинами спайності 87 і 89 ° (див. малюнок - базальное перетин з тріщинами спайності).
Агрегати. Суцільні, зернисті, щільні, голчасті. П. тр. Плавиться в чорне скло.
Поведінка в кислотах. Лише тітанавгіт повністю розчиняється в киплячій соляній кислоті. Супутні мінерали. Плагіоклази, біотит, магнетит, пірит, халькопірит і ін. Подібні мінерали. Рогова обманка (амфібол). Практичне значення. Не має.
Походження. Найчастіше породообразующий мінерал різних магматичних порід; зустрічається перш за все в основних ефузивних породах, в тому числі в базальтах , Частково в андезиту, фонолітах і вулканічних пеплах. Поширений повсюдно.
Достариңизбен бөлісу: