Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ





 

СВЕТОПРЕЛОМЛЕНИЕ

 

Преломление света в минералах изучают с помощью поляризационного микроскопа. Встречаются минералы с высоким показателем преломления (алмаз) и мине­ралы, слабо преломляющие свет (кварц). Большинство минералов обладают способностью разлагать луч света на два луча, в результате чего возникает раздвоенное изображение, т. е. большинство минералов обладают свойством двупреломления. Особенно четко этот эффект проявляется у водяно-прозрачного исландского шпата. Поляризационный микроскоп, который позволяет опре­делять двупреломление, был сконструирован специаль­но для исследования минералов и горных пород.

 

 

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

У некоторых минералов более или менее резко про­явлены магнитные свойства. В случае когда такие мине­ралы обладают полярным магнетизмом, их называют ферромагнитными. Важнейшими их представителями являются магнетит, титаномагнетит и пирротин. Во мно­гих породах магнетит и титаномагнетит присутствуют в качестве распространенных акцессорных минералов [Большинство других железосодержащих минералов обладают более слабым магнетизмом — их называют парамагнитными (напри­мер, пироксены, ильменит и др.); многие минералы проявляют маг­нитные свойства лишь под воздействием электрического поля (напри­мер, пирит, халькопирит и др.). — Прим. перев,].

 

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

 

Ряд минералов, главным образом легкорастворимые соли, можно различить на вкус, например каменная соль (соленая), карналлит (жгуче соленый), горькая соль (горькая). Другие минералы (и минеральные ве­щества) различаются по их специфическому запаху, например нефть, асфальт, сера. Некоторые минералы издают запах при раскалывании, например арсенопирит, который при ударе издает чесночный запах. Вонючий шпат из-за своего неприятного запаха полностью оправ­дывает свое название. Если подышать на глинистые породы, возникает характерный запах влажной земли. Существенна также степень шероховатости минералов, т. е. ощущение, возникающее при прикосновении к ми­нералу. Выделяются главным образом жирные или глад­кие и шершавые минералы.

 

ХИМИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА

МИНЕРАЛОВ

 

Простые химические и физико-химические исследо­вания, с помощью которых устанавливается качествен­ный и количественный химический состав минералов, весьма многообразны. Уже такое свойство, как раство­римость, позволяет разделить мир минералов на трудно-и легкорастворимые минералы. При определении мине­ралов по внешним признакам часто применяются про­стые химические испытания кислотами. Минеральное вещество, превращенное в порошок, растворяется или разлагается в кислотах. Раствор может быть бесцвет­ным, окрашенным или мутным. Очень часто в сосуде остается нерастворимый осадок. Под действием реаген­та нередко выпадает хлопьевидный осадок. При этом наблюдается характерное окрашивание, особенно типич­ное в тех случаях, когда мы имеем дело с металличе­скими соединениями. Таким простым способом можно обнаружить соединения железа, никеля, меди, кобальта и др. Известен ряд качественных и полуколичественных реакций, в том числе окрашивание пламени (бунзенов-ской горелки), поведение минерального вещества при прокаливании в горячей части пламени, в закрытой или открытой стеклянной трубочке. Так, если в минерале присутствует кристаллизационная вода, как, например, в гипсе, влага в виде капель собирается в холодной части сосуда. Некоторые минералы, особенно сульфиды, при обжиге выделяют вонючие пары двуокиси серы. Мышьяксодержащие минералы (лёллингит, арсенопи­рит) образуют в стеклянной трубочке металлическое зер­кало. Аналогично ведут себя сульфиды, содержащие сурьму. Однозначно определяются также капельки рту­ти на стенках стеклянной трубочки, когда этим способом исследуются минералы, содержащие ртуть.

Рис. 12.

Дальнейшие диагностические возможности предо­ставляют реакции плавления с помощью паяльной труб­ки на древесном угле с добавкой буры, соды и др. Преж­де всего таким путем определяют рудные минералы, которые при плавлении оставляют специфический метал­лический королек или образуют некоторые химические соединения. При испытании других рудных минералов на угле в качестве продукта реакции возникает белый или цветной (обычно пылеватый) налет.

Контроль реакции плавления производится обычно следующим образом. Если поместить паяльную трубку в пламя и вдувать воздух, то возникает острое длинное синее несветящееся окислительное пламя. Если паяль­ную трубку держат возле пламени, так что пламя при дутье отклоняется в сторону, то пламя остается светя­щимся желтым — это восстановительное пламя. Раска­ленный свободный углерод восстанавливает пробу мине­рала, когда она охвачена светящейся частью пламени.

К числу методов реакций плавления относится так­же сплавление минеральных веществ в стекловатые пер­лы с применением буры или соды, благоприятствующих процессу плавления. Такой способ особенно эффекти­вен в случае тугоплавких минералов. К этим методам относится применяемый на протяжении нескольких сто­летий анализ с помощью паяльной трубки. Здесь не упо­минаются современные детальные химико-аналитические методы, применяемые в научных лабораториях, где про­изводится полный химический анализ минералов и оп­ределение элементов-примесей.

 

ОБРАЗОВАНИЕ МИНЕРАЛОВ

ПРИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССАХ

 

Минеральные образования и состоящие из них массы горных пород, включая минеральные полезные ископае­мые, являются продуктами развития Земли, т. е. таких геодинамических процессов, как магнетизм, вулканизм, горообразование, физическое и химическое разрушение пород под действием льда, воды и ветра. В ходе разви­тия Земли многократно происходило преобразование всей ее верхней оболочки и как следствие переотложе­ние многих минералов и минеральных масс на структур­ных этажах земной коры.

 

МАГМАТИЗМ

 

В земной коре образуются наиболее широко распро­страненные минералы. Они возникают в основном тремя путями: при магматических процессах, в качестве кон­тактовых образований и в связи со складкообразовани­ем (рис. 13). При кристаллизации магмы — огненно-жидкого, обычно насыщенного газами силикатного рас­плава— формируются в соответствии с ее химическим составом различные изверженные породы, в том числе граниты, диориты, габбро и промежуточные типы пород, которые в виде геологических тел (плутонов, штоков, лакколитов, жил) прорывают земную кору.

 

 

Рис. 13. Блок-диаграмма, иллюстрирующая круговорот веществ в земной коре (непрерывно и бесконечно протекающий в направлении слева направо) (по Г. Клоосу).

Процессы и области их развития:

I. Выветривание и денудация

II. Перенос (транспортировка) реками

III. Отложение и цементация продуктов выветривания (осадочные породы)

IV. Преобразование под воздействием горообразовательных процессов, складчатости и воздымания масс горных пород (динамометаморфизм или дислокационный метаморфизм)

V. Более интенсивное преобразование под влиянием повышенного давления и повышенной температуры (региональный метаморфизм)

VI. Повторное плавление горных пород (гранитизация)

A. Магматические породы

a. плутониты (глубинные породы)

б. вулканиты (излившиеся породы)

в. Осадки и осадочные породы (седиментационные породы)

1. Гравий и галька, конгломерат, щебень, брекчия

2. Песок, песчаник

3. Глина, сланцеватая глина, механические (или обломочные) отложения, обычно морского происхождения

4. Мергель (смесь известняка и глинист-ого сланца), смешанные хемогенные и механические осадки

5. Известняк и доломит

6. Соли, хемогенные (морские) отложения

C. Метаморфические породы (метаморфиты), образовавшиеся за счет осадочных пород

Рис. 14. Геологические этажи магматических месторождений (Strunz, 1966).

 

Процесс кристаллизации в недрах Земли начинается с раннего выделения минералов в еще жидком распла­ве. При дальнейшем охлаждении протекает главный этап кристаллизации труднолетучих компонентов (SiO2, TiO2, A12O3, FeO2, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O). Вслед за главной стадией кристаллизации наступает стадия позднемагматической кристаллизации под воздействием так называемых минерализаторов, или летучих компо­нентов, к которым относятся вода, соединения фтора, хлора, бора и др. Если расплав при своем подъеме теми или иными путями достигает поверхности Земли, то раз­виваются процессы вулканизма: магма, претерпев дега­зацию, застывает в виде лавы. Минералы, образующиеся при вулканических процессах, менее многочисленны, чем минералы, возникающие при плутонических процессах и сопровождающих их явлениях позднемагматической кристаллизации. Наоборот, при субвулканических про­цессах как промежуточной стадии иногда появляются продукты разных стадий развития остаточной магмати­ческой кристаллизации (рис. 14).

Особенно богаты минеральными видами продукты поздней, или остаточной, стадии кристаллизации. При дальнейшем охлаждении возникают минеральные и руд­ные месторождения в закономерной последовательности. Группы минералов (или минеральные ассоциации), свя­занные с определенной стадией кристаллизации, назы­ваются минеральными парагенезисами (см. приложение 1Б). Они связаны общностью происхождения, и их образование зависит от физико-химических параметров (тем­пературы и давления) магматических расплавов. Уста­новлено, что в области температур, характеризующих гидротермальное минералообразование, рудные и мине­ральные формации представлены преимущественно ру­дами и жилами, содержащими медь, и такими ассоциа­циями, как свинец — серебро — цинк, олово — серебро — вольфрам — висмут, сурьма — ртуть — мышьяк — селен. Минеральные парагенезисы — важнейшая основа по­исков минералов. Многие практические указания можно получить при изучении минеральных и рудных провин­ций с присущей им закономерной региональной зональ­ностью. Примером могут служить металлогенические провинции саксонских Рудных гор (рис. 16) с их харак­терными минералами и рудными парагенезисами, воз­никшими на протяжении нескольких геологических пе­риодов. В Гарце вокруг гранитных массивов Броккен и Рамберг необычайно четко проявлена зональность мине­ральных и рудных выделений (рис. 17).

Рис. 15. Плутонические месторождения.

Греч, «ано» — аномальный; «апо» — более удаленный; «акр|о» — вершина; «батос» — глубина; «генезис» — происхождение; «гипо» — совсем внизу; «като» — вниз; «крипто» — скрытый; «литое» — камень; «мезо» — поблизости, возле; «пери» — вокруг; «теле» — далеко; «эм» — в; «эндос» — внутри; «эпи» — после, на, над. Лат. Вулкан — бог огня; «интра» — внутри; Плутон — повелитель подземного царства; «пневма» — дыхание; «суб» — под.

Рис. 16. Металлогеническая карта Рудных гор (по К. Питцшу, с дополнениями Р. Юбельта).

Металлогенические провинции: 1 — оловянные и вольфрамовые месторождения; 2 — свинцово-цинково-серебряные месторождения; 3 — висмут-кобальт-никель-уран-серебряные месторождения; 4—силикатно-никелевые месторождения; 5 — серый гнейс; 6 — красный гнейс; 7 — гранит.

Рис. 17. Рудная зональность вокруг гранитного плутона Рамберг, южнее Тале, Нижний Гарц (по А. Циссарцу, Л. Бауманну, К-Д. Вернеру).

1 — антимонит; 2 — сидерит; 3 — галенит — сфалерит; 4 — пирит — халькопирит — флюорит; 5 — флюорит; 6 — вольфрамит — пирит — кварц; 7 — арсенопирит — пирит — кварц; 8 — форланд Гарца; 9 — порфир; 10 — гранит; 11 — контактовый ореол; 12— граувакки, глинистые сланцы,

Рис. 18. Поперечный разрез главной жилы

(Штрасберг-Нёйдорфская система жил) в районе шахты Глазебах (Oelsner, Kraft, Schutzel, 1958).

 

В пределах зон минерализации различными путями формируются специфические минеральные образования и скопления минералов; они обнаруживают зависимость от условий температуры и давления внутри геологиче­ских объемов, где локализуются процессы минералооб-разования. С внедрением магматических масс связаны геологические движения, особенно тектонического ха­рактера, приводящие к образованию разрывов во вме­щающих породах и в самих магматических телах. Возни­кающие трещины в дальнейшем заполняются пегмати­товыми расплавами, пегматит-пневматолитовыми до гидротермальных растворами, находящимися под высо­ким давлением.

Трещины в течение того или иного геологического отрезка времени или в ходе истории развития Земли, охватывающей сотни миллионов лет, могли неоднократ­но приоткрываться. При каждом повторном приоткры-вании трещин в них вновь проникали минералообразую-щие растворы, большей частью отличающиеся от предшествовавших (рис. 3, 19). Одной из задач минералоги­ческого изучения является упорядочение всего многооб­разия минералов по составу и времени образования. При этом особый интерес представляют разнообразие габитуса кристаллов, кристаллические сростки и особен­ности огранки (см. табл. 3 и приложение 1А) минера­лов.

Результаты комплексного исследования минералов и установленные минералогические закономерности слу­жат предпосылкой успешных поисков месторождений. Многочисленные минеральные парагенезисы группиру­ются в серии, различающиеся по последовательности образования (см. приложения).

Некоторые минералы, например кварц и пирит, пред­ставляют собой так называемые сквозные минералы. Они начинают кристаллизоваться уже в пневматолито-вую фазу и еще ранее и сопровождают минеральные вы­деления вплоть до гидротермальной серии. Для других минеральных фаз устанавливается различная интенсив­ность выделения в пределах разных температурных ин­тервалов.

 

Рис. 19. Гидротермальное выполнение трещины.







Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.