Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ДИНАМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
С ОСНОВАМИ ГЕОТЕКТОНИКИ
Методические указания к выполнению лабораторных и курсовых работ
ИРКУТСК 2007
Динамическая геология с основами геотектоники. Ч.1. Общая геология: Методические указания к выполнению лабораторных и курсовых работ. Составитель Е.В. Золотарева – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. – 34с.
В методических указаниях дана современная терминология и номенклатура главнейших породообразующих минералов; основных типов горных пород. Показаны планы описания макроскопических признаков минералов и порядок описания горных пород по генетическому распределению для выполнения лабораторных заданий. В качестве приложения представлена таблица, которая призвана помочь в определении породообразующих минералов. Приведены порядок выполнения и требования по оформлению курсовых работ. Прилагается перечень тематики курсовых работ по данной дисциплине со ссылками на дополнительную литературу.
ВВЕДЕНИЕ
Курс «Динамическая геология с основами геотектоники» вводится для студентов направления 261001 «Технология художественной обработки материалов» уже с первого года обучения и преподается два семестра. Данная дисциплина дает важнейшее базовое образование в естественно-научном направлении подготовки студентов факультета геологии, геоинформатики и геоэкологии. Она предоставляет возможность познакомиться с основными геологическими процессами и вещественным материалом, составляющим литосферу Земли.
На лабораторных занятиях в первом семестре (что составляет часть 1 данных методических указаний) студенты знакомятся с главными породообразующими минералами и важнейшими горными породами; их основными физическими свойствами и методами определения. В ходе выполнения работ студенты получают определенные навыки описания и опознавания вещественного природного материала, что послужит основой для успешного прохождения учебной геологической полевой практики. В ходе выполнения лабораторных работ студент учиться правильно использовать важнейшие термины, часто употребляемые в геолого-минералогическом направлении.
Сведения о минералах и горных породах, изложенные в методических указаниях могут быть использованы и для самостоятельной работы студентов над материалом практической части курса «Динамическая геология с основами геотектоники».
План выполнения лабораторных работ и содержание методических указаний соответствует современной учебной программе по геологии. Следует учитывать, что лабораторные работы имеют разный объем и поэтому могут выполняться с различной продолжительностью по времени, что также учтено учебной программой.
Курсовая работа по данной дисциплине вводится уже в первом семестре. Это первая самостоятельная работа, выполняемая студентом в вузе. Поэтому необходимо очень внимательно подходить к ее выполнению и оформлению. Хотя курсовая работа предполагает собственный научный или творческий подход студента, по данной дисциплине эта работа скорее имеет реферативный характер. Она требует углубленного изучения научной литературы и развернутого реферата на теоретический вопрос программы курса. Для студентов первого курса, которые только начинают знакомиться с геологической терминологией и понятиями, довольно трудно самостоятельно изучать научную литературу, значит надо работать в тесном контакте с курирующим данную работу преподавателем. Рекомендуемая литература по каждой отдельной теме поможет студенту первоначально сориентироваться в своей работе.
Лабораторная работа №1
ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГЛАВНЫХ ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ МИНЕРАЛАХ
Цель работы:
- знакомство с основными определениями, относящимся к минералам; их физическому состоянию и внутреннему строению.
Земная кора состоит из различных горных пород и минералов.
Минералы
– это природные химические соединения или самородные элементы, возникшие в результате определенных физико-химических процессов, происходящих в земной коре и на ее поверхности (температура, давление, состав компонентов).
В настоящие время известно более 3500 минералов, включая их разновидности. Из них лишь небольшое количество имеет широкое распространение в горных породах, которые формируют земную кору. Они называются породообразующими
. В курсе геологии изучаются не все, а только главнейшие минералы.
Вещества в природе встречаются:
- кристаллические;
- аморфные
Кристаллические
вещества состоят из строго определенной группировки слагающих их атомов и ионов, которые занимают определенные места в пространстве, образуя кристаллические решетки.
Аморфные
(стеклообразные) вещества характеризуются отсутствием кристаллического состояния.
Различие во внутреннем строении приводит и к различаю свойств и внешних признаков кристаллических и аморфных веществ. Кристаллические структуры очень разнообразны, и выражается это разнообразие во внешнем облике минералов, в их форме. Каждому минералу присуща своя кристаллическая форма, зависящая от типа химических связей решетки, химического состава и условий образования. Разнообразие минеральных видов обусловлено и такими свойствами минералов как полиморфизм и изоморфизм.
Полиморфизм
– способность некоторых минералов образовывать различные кристаллические формы при одном и том же химическом составе (кальцит СaCO3
кристаллизуется в тригональной сингонии, а арагонит CaCO3
– в ромбической; алмаз С – в кубической, а графит С – образует кристаллы гексагональной сингонии).
Изоморфизм
– способность минералов одной и той же кристаллической формы иметь переменный химический состав. Это явление, при котором в кристаллическое решетке допускается замена одних ионов (Fe 2+
) другими (Mg2+
) (изомерный ряд оливина).
Лабораторная работа №2
ФОРМА НАХОЖДЕНИЯ МИНЕРАЛОВ В ПРИРОДЕ
Цель работы:
- изучение форм выделения минералов в природе, как в виде отдельных кристаллов, так и виде закономерных сростков.
В природе кристаллические минералы встречаются как в виде одиночных кристаллов или их сростков, так и в виде скоплений, называемых минеральными
агрегатами
.
Выделяют 3 группы минералов, обладающих характерным обликом или габитусом
кристаллов. Габитус – внешний облик минерала.
1) Изометрические формы одинаково развитые по всем трем направлениям (магнетит, пирит, гранаты).
2) Удлиненные в одном направлении формы – призматические, столбчатые, игольчатые и лучистые (берилл, кварц, турмалин).
3) Формы, вытянутые в двух измерениях при сохранении третьего короткого – таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы (хлорит, слюды, тальк).
Закономерно сросшиеся кристаллы:
· Друзы
– сростки более или менее правильных кристаллов, приросших одной гранью к породе (кристаллы разных размеров).
· «Щетки»
- кристаллы одного размера, наросшие на подножку.
· Дендриты
– образуются в результате быстрой кристаллизации минералов в тонких трещинках породы и напоминают причудливые по форме ветки растений.
· Секреции
– заполняют почти целиком пустоты, имеют концентрическое строение от периферии к центру. Мелкие секреции – миндалины
; крупные – жеоды
.
· Конкреции
– образуются в результате отложения минерального вещества вокруг какого‑либо центра кристаллизации, рост от центра к периферии.
· Оолиты
– мелкие, округлые образования, возникающие при выпадении минерального вещества из водных растворов.
· Сталактиты
– натечные формы, растущие сверху вниз.
· Сталагмиты
– натечные формы, растущие снизу вверх.
Мономинеральный агрегат
– образование из одного и того же минерала (мрамор).
Полиминеральный агрегат –
образование из различных минералов (гранит).
Задание:
изучить и описать габитус минерала, либо форму выделения агрегата, сростка из учебной коллекции.
Лабораторная работа №3
МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ
Цель работы:
- изучить физические свойства минералов и на их основе научиться определять природные образования.
Для, того чтобы распознать минералы по внешним признакам и определить приблизительно их состав, надо знать физические свойства каждого минерала.
1. Габитус.
Описание внешней формы минерала (примеры описания приведены в лабораторной работе №2).
2. Цвет
. Практически цвет минерала определяют на глаз, давая обще признанные названия окраски или сравнивая с хорошо знакомыми предметами (соломенно-желтый, кирпично-красный).
3. Цвет
черты
(цвет минерала в порошке). Многие минералы в растертом состоянии имеют другой цвет, чем в монолите. Порошок можно получить, проводя образцом минерала черту на белой шероховатой фарфоровой пластинке при условии, что твердость его меньше твердости фарфора (если твердость минерала выше твердости фарфора, то минерал образует на фарфоре царапину). Например: гематит, лимонит и магнетит в монолитах часто имеют одинаковый цвет, а цвет черты – красновато-бурый, желтовато-коричневый и черный соответственно.
4. Блеск
.
- Металлический
(сильный блеск, свойственный металлам).
Пример: самородные металлы – золото, серебро, платина; сульфиды – пирит, галенит, сфалерит.
- Полуметаллический
(блеск потускневшей поверхности металла).
Пример: графит, гематит.
- Не
металлический
:
а) стеклянный
(кварц, кальцит, гипс);
б) жирный
– как бы смазанный маслом (нефелин);
в) перламутровый
(слюды, тальк);
г) шелковистый
– при тонковолокнистом строении (асбест, тремолит);
д) алмазный
(галенит, сфалерит);
е) матовый
– практически не блестит, часто с пористой, неровной поверхностью (каолинит);
5. Прозрачность
– способность минерала пропускать свет.
- прозрачный
(горный хрусталь, топаз);
- полупрозрачный
(халцедон, опал);
- просвечивающий
– пропускающий свет лишь в очень тонких пластинах (полевые шпаты, нефрит);
- непрозрачный
(пирит, магнетит).
6. Излом
– вид поверхности, образующейся при раскалывании минерала.
- раковистый
– имеющий вид вогнутой и концентрически-волнистой поверхности, напоминающий поверхность раковин (кварц);
- занозистый
– с поверхностью, покрытой ориентированными в одном направлении «занозами» (гипс, роговая обманка);
- неровный
(нефелин, берилл);
- землистый
– с матовой шероховатой поверхностью (каолинит, лимонит);
- зернистый
– встречающийся часто у минеральных агрегатов.
7. Спайность
– способность минералов раскалываться по блестящим параллельным плоскостям по определенным кристаллографическим направлениям. Не следует путать плоскости спайности с природными гранями кристаллов.
- Весьма
совершенная
– минерал очень легко (ногтем) расщепляется на отдельные тончайшие пластинки, образуя зеркально-блестящие плоскости спайности (слюда, гипс).
- Совершенная
– минерал раскалывается при слабом ударе молотком на гладкие параллельные пластинки, кубы или другие формы (галит, кальцит, полевой шпат).
- Средняя
– образует по плоскости спайности при расколе неровный угол (апатит).
- Несовершенная
– обнаруживается с трудом, при расколе образуется поверхность с неправильным изломом (оливин).
- Весьма
несовершенная
– не обладает спайностью (кварц, золото).
8. Твердость
– степень сопротивляемости минерала внешним механическим воздействиям (царапанью, резанью). Для определения твердости принята шкала Мооса, в которой используются минералы с известной и постоянной твердостью.
Таблица 1.
ШКАЛА ТВЕРДОСТИ МИНЕРАЛОВ
| Минералы-эталоны |
Твердость |
Подручные материалы |
| Тальк
|
1 |
Карандаш |
| Гипс
|
2 |
Ноготь |
| Кальцит
|
3 |
Желтая монета |
| Флюорит
|
4 |
Бронзовая монета, гвоздь |
| Апатит
|
5 |
Стекло |
| Ортоклаз
|
6 |
Игла |
| Кварц
|
7 |
Напильник, кварц |
| Топаз
|
8 |
|
| Корунд
|
9 |
|
| Алмаз
|
10 |
Интервалы твердости между минералами-эталонами различные. Алмаз тверже талька не в 10 раз, а более чем в 1000 раз. Самый большой интервал между корундом и алмазом.
В практике нередко прибегают к определению твердости при помощи распространенных предметов. Минералы большей твердости, чем 7, встречаются редко.
9. Удельный
вес
(от 0,6 – 21). На практике для быстрого приблизительного взвешивания пользуются сравнением веса на руке:
- легкие (до 2,5 – смолы, гипс, галит, самородная сера)
- средние (до 4 – кальцит, кварц, полевые шпаты)
- тяжелые (больше 4 – рудные минералы).
Чаще всего встречаются минералы с удельным весом от 2,5 до 5.
10. Реакция
с
соляной
кислотой
(5-10%).
Карбонаты (светлые) – вскипают; кальцит – легко растворяется в холодной кислоте, доломит требует измельчения для растворения в кислоте, сульфиды выделяют сероводород.
11. Тест на
вкус
. Определяются растворимые в воде соли. Галит – соленый на вкус, сильвин – с горько-соленым вкусом и слегка щиплет язык.
Задание:
провести макроскопические исследования образцов минералов из учебной коллекции.
Лабораторная работа №4
КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛОВ
САМОРОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Цель работы:
- знакомство с химической классификацией минералов; изучение минералов из класса простых веществ или самородных элементов.
Классификация минералов
1. Самородные элементы.
2. Сульфиды.
3. Оксиды и гидрооксиды.
4. Галоидные соединения.
5. Карбонаты.
6. Сульфаты.
7. Фосфаты.
8. Силикаты.
Данная классификация основывается на химическом составе минералов и их кристаллической структуре. В ряде классов минералы могут подразделяться на подклассы. Из общего числа минералов около 34% падает на силикаты, около 25% - на оксиды и гидрооксиды, около 20% - на сульфиды, на долю всех остальных приходится около 21% минералов.
Самородные элементы (простые вещества)
Все простые вещества – очень редкие минералы, они слагают не более 0.02% массы земной коры. Однако именно в виде таких минералов образуют промышленные концентрации некоторые особо ценные металлы – золото
(Au), платина
(Pt), осмий
(Os), иридий
(Ir), серебро
(Ag). Значительная доля промышленных запасов серы, как химического сырья, сосредоточена в виде химически чистого элемента – самородной
серы
(S). Некоторые самородные элементы сами по себе являются ценным техническим материалом, например, алмаз
(C) и графит
(C) из-за своих особых свойств – твердости (для алмаза), электропроводности и тугоплавкости (для графита).
Графит
C
.
Кристаллы образуются, как правило, в виде тонких пластинок, либо графит встречается в виде плотных масс темного серовато-черного цвета. На фарфоровой пластинке дает темно серую черту. Блеск полуметаллический, но чаще жирный на ощупь, пачкает руки. Спайность – весьма совершенная. Очень мягкий – твердость 1.
Сера
S
.
Встречается в виде масс, прожилков, друз в осадочных горных породах. Цвет лимонно-желтый, желтовато-серый. Хрупкая, мягкая – твердость 1-2, легкая.
Задание:
описать макроскопические свойства и определить минерал из класса самородные элементы.
Лабораторная работа №5
СУЛЬФИДЫ
Цель работы:
- изучение породообразующих минералов из класса сульфидов.
К этому классу относятся около 500 минеральных видов, главным образом сернистых соединений металлов и полуметаллов. Они имеют большое промышленное значение; являются главной рудой на медь, цинк, свинец, ртуть, и другие цветные металлы, а пирит (FeS2
) служит сырьем для получения серного ангидрида и производства серной кислоты. Обратите внимание - черные металлы (железо, марганец, хром) не извлекаются, избыток серы мешает этому.
Физические свойства сульфидов очень специфичны. Внешне они подобны металлам – непрозрачны, имеют металлический блеск, цвета как и у металлов – в большинстве случаев серо-черные и желтые (реже красные и синие). Так же характерно, что все сульфиды имеют относительно низкую твердость – от 1 до 5 (т. е. мягче стекла). Исключение составляют пирит, марказит, твердость которых равна 6. За счет интенсивной окраски минералов и относительно невысокой твердости сульфиды дают на бисквите хорошую черту. Цвет черты является одним из диагностических признаков сульфидов. Удельный вес у них довольно высокий.
Пирит
FeS2
. Образует изометричные, кубические кристаллы. Обладает соломенно-желтым цветом. Черта черная. Спайность несовершенная, нельзя путать ровные блестящие внешние грани кристалла с плоскостями спайности.
Марказит
FeS2
. В отличии от пирита образует не кубические формы, а конкреции, так как является полиморфной модификацией пирита. Остальные свойства аналогичны пириту.
Халькопирит
CuFeS2
. Чаще образует пластинчатые агрегаты, сплошные массы зеленовато-желтого цвета. На поверхности наблюдаются радужные побежалости. Черта черная. Спайность несовершенная. Твердость 3,5 – 4.
Пирротин
FeS. Формирует таблитчатые агрегаты красновато-бурого, бронзового цвета, часто с буроватой побежалостью. Черта черная. Спайность несовершенная. Твердость 3,5 – 4,5.
Галенит
PbS. Габитус кубический, либо образует мелкозернистые агрегаты. Цвет кристаллов свинцово-серый, черта серовато-черная. Блеск сильный металлический до алмазного. Спайность весьма совершенная. Твердость 2 – 3.
Сфалерит
ZnS. Образует тетраэдрические кристаллы, либо мелкозернистые агрегаты. Цвет минерала может быть различным – от коричневого до буровато-черного, цвет черты всегда коричневый. Блеск зависит от формообразования: алмазный, слабо металлический, жирный. Спайность совершенная. Твердость 3 – 4.
Киноварь
HgS. Образует красные различных оттенков зерна, вкрапленные в песчаник или мрамор. Черта яркая ало-красная. В агрегатах блеск жирный, матовый. Спайность совершенная. Твердость около 3. Очень тяжелая (уд. вес 7,7).
Молибденит
MoS2
. Образует листоватые, чешуйчатые агрегаты. Цвет свинцово-серый. Можно легко спутать с графитом, и распознается по голубовато-серой черте. Блеск металлический, твердость 1 (пачкает руки), жирный на ощупь.
Задание:
описать макроскопические свойства и определить минерал из класса сульфидов.
Лабораторная работа №6
ОКСИДЫ И ГИДРООКСИДЫ
Цель работы:
- изучение породообразующих минералов класса оксидов и гидрооксидов.
К оксидам относятся простые по своей природе минералы, соединение элементов с кислородом. Они широко распространены в земной коре. Многие из них имеют большую практическую ценность:
1) как источник извлечения ценных металлов – железа, титана, марганца, хрома, олова (магнетит, гематит, пиролюзит, касситерит);
2) как особо твердые материалы для изготовления абразивных порошков (корунд, шпинель);
3) как минеральное сырье с особыми свойствами, позволяющими использовать его в качестве пьезоэлектриков (кварц), генераторов лазерного излучения (корунд);
4) в качестве ювелирного сырья (корунд, кварц, шпинель).
Гематит
Fe2
O3
. Кристаллы имеют форму пластинок и таблитчатого габитуса, часто встречается в землистых массах. У кристаллов цвет – черный; блеск полуметаллический. Цвет землистых масс буровато-красный; блеск стеклянный или матовый. Во всех случаях черта особенного – красновато-бурого цвета. Спайность несовершенная. Твердость 5 – 6. Иногда слабо магнитен.
Магнетит
Fe2+
Fe2
3+
O4
. Встречается в виде зернистых вкраплений, сплошных масс. Цвет черный, блеск полуметаллический. Спайность несовершенная. Твердость 5 – 6. Сильно магнитен.
Касситерит
SnO2
. Кристаллы хорошо образованные – призматические, игольчатые. Цвет красновато-коричневый, коричнево-черный. Черты нет или очень светлая. Блеск алмазный на гранях, жирный в сплошных мелкозернистых массах. Твердость 6-7. Очень тяжелый (6,8-7,0).
Вольфрамит
FeWo4
– MnWo4
. Образует черные, бурые, красновато-коричневые толстостолбчатые и призматические кристаллы. Черта коричневая, светло-бурая. Совершенная спайность. Твердость 5. Большой удельный вес – 7.
Пиролюзит
MnO2
. В кристаллах исключительно редок. Обычен в виде землистых масс и оолитов. Цвет черный, блеск матовый, черта черная. Спайность совершенная, иногда пачкает руки.
Корунд
Al2
O3
. Помимо одиночных столбчатых кристаллов нередко слагает сплошные зернистые массы, названные наждаками
. Цвет породообразующего образования синевато-серый, темно-красный, темно серый. Блеск стеклянный. Плотнейшая упаковка и прочные ионно-ковалентные связи сказываются на свойствах минерала – его очень высокой твердости – 9 и повышенному удельному весу – 4.
Шпинель
MgAlO4
. Образует изометричные кристаллы, зерна. Цвет разный (красный, синий, темно-зеленый). Блеск стеклянный. Имеет большую твердость 7,5-8, повышенный удельный вес – 3,6.
Кварц
SiO2
. Один из самых распространенных минералов (слагает ≈ 13% земной коры). Встречается в одиночных призматических кристаллах, сростках разного типа (друзах, щетках), в виде галек и песчинок (в осадочных породах), в виде сплошных масс. Имеет стеклянный блеск и хорошую прозрачность. Спайность весьма несовершенная. Эталонная твердость – 7, малый удельный вес – 2,65.
Различают следующие основные разновидности:
1) горный хрусталь – бесцветный, прозрачный, без примесей;
2) аметист (с Fe3+
) – фиолетовый, прозрачный;
3) розовый кварц – полупрозрачный, просвечивающий;
4) морион (с Al3+
) – буро-черный, прозрачный;
5) цитрин – желтый, прозрачный;
6) халцедон – скрытокристаллический кварц (сердолик, сард, хризопраз, кахолонг, агат – полосчатый халцедон).
Гидрооксиды
– соединения элементов с гидроксильной группой OH или молекулами воды H2
O. Все гидрооксиды являются преимущественно приповерхностными минералами, образующимися в процессах выветривания разных горных пород или в ходе процессов осадконакопления.
Практическое значение имеют гидрооксиды железа, алюминия, бора, как руды на эти металлы. Горные породы, сложенные гидрооксидами кремния – ополи, трепелы, диатомиты используются в качестве полировочных материалов, фильтрирующих масс, сырье для изготовления керамики, специальных легких кирпичей. Наконец, известен благородный опал, используемый как красивый ювелирный камень. В подавляющем большинстве гидрооксиды не образуют различимых, заметных глазом кристаллов; почти всегда они встречаются в порошковатых, землистых, натечных, фарфоровидных массах и в виде оолитов. Поэтому спайность у них отсутствует.
Лимонит
Fe2
O3
x nH2
O. Ржаво-коричневые до черных землистые, натечные, почковидные тонкодисперсные агрегаты. Черта ржавая. Блеск матовый. Твердость 1 – 4.
Опал
SiO2
х nH2
O (твердый гидрогель переменного состава). Цвет различный, чаще белый, радужный с переливами. Блеск стеклянный, восковой, матовый. Твердость 5-5,5.
Задание:
исследовать макроскопические свойства и определить минерал из класса оксидов и гидрооксидов.
Лабораторная работа №7
ГАЛОИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. КАРБОНАТЫ. СУЛЬФАТЫ. ФОСФАТЫ
Цель работы:
изучение породообразующих минералов из классов галоидных соединений, карбонатов, сульфатов, фосфатов.
Галоидные соединения
К типу галоидных соединений относится около 100 минералов. Их роль как породообразующих минералов невелика, но они важны в общегеологическом и практическом отношении. Наиболее распространены из минералов этого класса хлористые соединения.
Галит
NaCl. Часто встречается среди осадочных образований озер и морей. Образует зернистые и слоистые массивы, кристаллы в виде кубов. Цвет белый, иногда пятнами чернильно-синий. Прозрачный до полупрозрачного, блеск стеклянный, жирный. Совершенная спайность по кубу. Твердость 2. Соленый на вкус.
Сильвин
KCl. Кристаллы в виде куба. Встречается в составе соляных отложений в сплошных зернистых скоплениях светло-серого, грязно-бурого, красного цвета. От галита отличается по горько-соленому вкусу.
Флюорит
CaF2
. Кристаллы в виде кубов, октаэдров, от прозрачных до непрозрачных. Часто флюорит образует сростки, друзы, радиально-шестоватые, зернистые агрегаты. Цвет белый либо чернильно-синий, зеленый, фиолетовый. Блеск на гранях стеклянный, в изломе и агрегатах жирный. Твердость эталонная – 4. Спайность, совершенная по октаэдру, по 4-м плоскостям.
Карбонаты
К кристаллам карбонатов относятся соли угольной кислоты, чаще всего соли кальция, магния, натрия, меди и др. Всего в этом классе известно около 100 минералов. Некоторые из них очень широко распространены в природе, например, кальцит и доломит, которые используют в производстве цемента. Прозрачные кристаллы кальцита (исландский шпат) применяют в оптике. Железистый карбонат – сидерит – добывают как руду на получение качественной стали. Малахит – водный карбонат – является ценным поделочным камнем.
Многие из широко распространенных карбонатов имеют сходные черты морфологии кристаллов, близкие физические свойства и встречаются в одинаковых агрегатах. Поэтому бывает трудно различить их по внешним признакам: цвету черты (белая), блеску (стеклянный), спайности (совершенная), твердости (3 – 4), удельному весу (средний). Издавна используется простой прием диагностики карбонатов по характеру их реакции с соляной кислотой.
Кальцит
CaCO3
. Встречается в друзах и одиночных кристаллах разной формы – ромбоэдрической, призматической, пластинчатой и более сложной. Цвет белый, изредка розоватый, голубоватый, при загрязнении другими минералами – серый, ржавый, черный и т.п. Прозрачный и полупрозрачный. Блеск иногда перламутровый. Твердость эталонная – 3. Реагирует с соляной кислотой вскипанием.
Арагонит
CaCO3
. Является полиморфной модификацией кальцита. Отличается от кальцита таблитчатой и удлиненно-призматической формой кристаллов, часто встречается в виде оолитов, натечных масс. Блеск может быть и жирный. Более высокая твердость 3,5-4. Остальные свойства аналогичны кальциту.
Доломит
CaMg(CO3
)2
. Имеет облик таблитчатых кристаллов. Цвет белый, коричневато-серый, ржавый. С соляной кислотой реагирует вскипанием в порошке.
Магнезит
MgCO3
. Встречается в виде сплошных масс зернистого сложения с пятнистой бело-серой окраской, реже в виде таблитчатых кристаллов. Реагирует вскипанием с нагретой соляной кислотой.
Сидерит
FeCO3
. Встречается в виде коричнево-бурых кристаллов с сильным стеклянным блеском и в виде зернистых масс. Реагирует вскипанием с нагретой соляной кислотой, при этом капля кислоты желтеет.
Малахит
Cu2
(CO3
)(OH)2
. Образует натечные, почковидные, радиально-лучистые агрегаты. Цвет ярко-зеленый, в почковидных массах характерно чередование более светлых и более темных зеленых зон и голубых прослоев. Блеск стеклянный, матовый, шелковистый.
Сульфаты
Сульфаты являются природными солями серной кислоты. Сульфатов в природе мало. Но они широко используются в медицине, химической промышленности и строительстве. Для сульфатов, как и для карбонатов, характерны светлая окраска, низкая твердость и небольшой удельный вес, но не реагируют с соляной кислотой.
Ангидрит
CaSO4
. Слагает в толще осадочных пород сплошные зернистые мраморовидные прослои. Цвет белый, серый, сиреневый с хорошей спайностью. Блеск стеклянный до перламутрового, в зернистых агрегатах – матовый. Излом часто занозистый, спайность совершенная. Твердость 3 – 3,5.
Гипс
CaSO4
х 2H2
O. Кристаллы бесцветные таблитчатые, пластинчатые, игольчатые, либо образует зернистые агрегаты белого, серо-голубого, красноватого цвета. Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый, в агрегатах матовый. Весьма совершенная спайность. Твердость эталонная – 2.
Барит
BaSO4
. Кристаллы ромбо-призматического облика или таблитчатые, часто прозрачные. Кроме одиночных кристаллов встречаются в их щетках, друзах и зернистых массах. Цвет белый, желтый, коричневый, голубой, чернильно-синий. Блеск стеклянный, жирный. Совершенная спайность. Твердость 3,5. Высокая плотность – 4,5.
Фосфаты
Фосфаты представляют собой соли фосфорных кислот. В этот класс входит большое число минералов. Породообразующим из них является апатит. Фосфоритовые породы являются ценным сырьем для получения фосфатных удобрений, а также используются и в химической отрасли.
Апатит
Ca5
[PO4
]3
(F, Cl). Часто образует хорошо ограненные бесцветные, зеленые, голубые кристаллы призматического габитуса. Блеск от стеклянного до жирного. Излом неровный, раковистый, спайность несовершенная. Твердость эталонная – 5.
Задание:
исследовать макроскопические свойства и определить минерал из классов галоиды, карбонаты, сульфаты, фосфаты.
Лабораторная работа №8
СИЛИКАТЫ
Цель работы:
изучение породообразующих минералов из класса силикатов.
Силикаты – самый обширный класс минералов. Общее число минеральных видов силикатов около 800. По распространенности на долю силикатов приходится более 75% от всех минералов литосферы. Это объясняется тем, что силикаты – важнейшие породообразующие минералы, из которых сложена основная масса горных пород.
Практическое значение минералов:
1. Важные неметаллические полезные ископаемые (керамическое и огнеупорное сырье).
2. Являются рудами на редкие металлы: бериллий, литий, цезий, цирконий, никель, цинк и редкие земли.
3. К ним относятся многие ювелирные камни (изумруд, аквамарин, турмалин, нефрит, родонит).
Происхождение силикатов:
· эндогенное, главным образом магматическое (оливин, пироксены, полевые шпаты);
· характерны для пегматитов (слюды, турмалин);
· скарны (гранаты, волластонит);
· широко распространены в метаморфических породах – сланцах и гнейсах (гранаты, дистен, хлорит);
· силикаты экзогенного происхождения представляют собой продукты выветривания (каолинит, глауконит) и слагают мощные толщи осадочных пород.
Силикаты отличаются сложным химическим составом и широкими изоморфными замещениями. Но основу кристаллов составляют кремнекислородные тетраэдры (один атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода).
В зависимости от того, как сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, различают следующие структурные типы силикатов:
1) островные (изолированные тетраэдры) [SiO4
]4-
;
2) кольцевые (тетраэдрические кольца) [Si6
O18
]12-
;
3) цепочечные (цепочки тетраэдров) [SiO3
]2-
;
4) ленточные (сдвоенные цепочки тетраэдров) [Si4
O11
]6-
;
5) слоистые (двухмерные сетки из тетраэдров);
6) каркасные (трехмерные тетраэдрические постройки).
Внутренняя структура силикатов отражается на их габитусе. Так, силикаты, структура которых представлена обособленными кремнекислородными тетраэдрами, часто имеют изометрический облик (гранаты). В структуре турмалина – тетраэдрические кольца, имеют удлиненно-призматический габитус.
Островные силикаты
К числу породообразующих и наиболее широко распространенных в природе островных силикатов относятся: оливин, эпидот, дистен, титанит, гранаты, циркон.
Практическое значение имеет лишь небольшая доля от общего числа минералов:
- драгоценные камни: топаз, разновидности гранатов, разновидность оливина – хризолит, дистен (кианит);
- рудные минералы на редкие элементы: фенакит на бериллий, циркон – цирконий и т. д.
Минералы образуются в стесненных условиях, как правило, в виде хорошо образованных кристаллов, либо в виде изометрических зерен. Благодаря плотной упаковке ионов островные силикаты обладают большой твердостью, из-за которой эти минералы черты не дают, а лишь царапают бисквит. Окраска островных силикатов самая разнообразная, обусловлена присутствием в составе минерала различных компонентов – хромофоров.
Оливин
(перидот) (Fe, Mg) [SiO4
] – представляет собой изоморфный ряд с крайними членами Fe и Mg. Образует мелкозернистые мономинеральные агрегаты зеленоватого, оливкового – до черного цвета. Блеск жирный, матовый, в кристаллах – стеклянный. Спайность средняя. Твердость – 6,5, удельный вес 3,5 – 4,4.
Эпидот
Ca2
(Fe, Al) Al2
[SiO4
] [Si2
O7
]O(OH). Отличается изолированными сдвоенными тетраэдрами. Кристаллы удлиненно-призматические со штриховкой вдоль удлинения. Часто образует сплошные зернистые массы. Цвет желтовато-зеленый и другие оттенки зеленого цвета. Блеск стеклянный, в массах матовый. Спайность совершенная. Твердость 6,5, удельный вес 3,5.
Дистен
(кианит) Al2
O[SiO4
] – «кианес» - синий. Цвет синий, голубоватый. Кристаллы удлиненные пластинчатые. Блеск стеклянный. Спайность весьма совершенная. «Ди» – два, «стен» – сила – двусильный. Твердость по плоскости спайности – 4,5, поперек – 6,5. Удельный вес 3,6.
Титанит
(сфен) CaTiO[SiO4
]. Встречается в виде таблитчатых плоских кристаллов. Цвет: коричневый, иногда бурый или желтоватый. Блеск стеклянный, жирный. Спайность совершенная. Твердость 5,5, удельный вес 3,5.
Группа
гранатов
. Представляет собой два изоморфных ряда: пиральспиты и уграндиты.
П и р а л ь с п и т ы
Пироп
Mg3
Al2
[SiO4
]3
- темно-красный
Альмандин
Fe3
Al2
[SiO4
]3
– красный, бордовый до коричневого
Спессартин
Mn3
Al[SiO4
]3
–желтый, темно-красный, желтовато-коричневый
У г р а н д и т ы
Уваровит
Ca3
Cr2
[SiO4
]3
– зеленый
Гроссуляр
Ca3
Al2
[SiO4
]3
– зеленый, красновато-бурый
Андрадит
Ca3
Fe2
[SiO4
]3
– коричневый до черного, красноватый или зеленоватый
Обычно встречаются в виде хорошо образованных изоморфных кристаллов, либо в качестве пятнистых мелкозернистых включений. Блеск стеклянный, спайность несовершенная, твердость 6,5-7,5; удельный вес 3,4-4,3.
Кольцевые силикаты
Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшое число редких в природе минералов. Среди них только турмалин, берилл, кордиерит играют в некоторых случаях роль второстепенных и даже главных минералов ряда месторождений.
В целом структуры кольцевых силикатов сложные и неплотные, отсюда плотность у них небольшая (2,5-3,5), твердость невысокая (обычно менее 5) исключая берилл и турмалин (7-7,5).
Берилл
Be3
Al2
[Si6
O18
]. Формирует кристаллы столбчатые, призматические, характерна вертикальная штриховка на внешних гранях. Цвет: зеленый, голубой, желто-зеленый, розоватый. Блеск стеклянный. Спайность несовершенная. Твердость 7,5.
Разновидности: прозрачные кристаллы на ювелирное сырье
- травяно-зеленый изумруд
;
- голубой аквамарин
;
- желтый гелиодор
;
- розовый воробьевит
.
Группа
турмалина
– состоит из нескольких изоморфных рядов.
Шерл
(Na Ca)Fe3
(Al,Fe6
)[Si6
O18
][BO3
]3
(OH, F)4
Эльбаит
Na(Li, Al)3
Al6
[Si6
O18
][BO3
]3
(OH, F)
Шерл дравит
NaMg3
(Al, Fe)6
[Si6
O18
][BO3
]3
(OH, F)4
Кристаллы удлиннные, столбчатые, радиально-лучистые агрегаты («Турмалиновое солнце»); штриховка на внешних гранях. Цвет: шерл – черный, дравит – бурый, эльбаит – розовый, зеленый, бесцветный; встречаются полихромные кристаллы с продольной и поперечной окраской. Блеск стеклянный. Спайность несовершенная. Твердость: 7,5-8.
Цепочечные силикаты
Пироксены
Для всех минералов группы пироксенов общими являются короткопризматический габитус, стеклянный блеск, совершенная спайность под прямым углом; твердость: 5,5-6; средний удельный вес.
Главнейшие пироксены: энстатит, диопсид, жадеит, эгирин, сподумен.
Диопсид
CaMg[Si2
O6
]. Образует кристаллы в виде коротких призм, либо сплошные зернистые массы. Цвет: белый, серый, зеленый разных оттенков.
Разновидности: байкалит – прозрачный, полупрозрачный голубовато-зеленый призматический кристалл, лавровит – ярко-зеленый мелкозернистый диопсид. Обе разновидности из Прибайкалья. Хромдиопсид – изумрудно-зеленый, характерен для ультраосновных пород Якутии.
Эгирин и Авгит.
Имеют сложный химический состав, но схожие, практически не различимые внешние признаки. Форма кристаллов призматическая, таблитчатая со штриховкой Цвет: зеленовато-черный, бурый, черный. Внешне очень похожи на шерл, но имеют более низкую твердость 5-6.
Ленточные силикаты
Амфиболы
Ленточные силикаты сходны по химическому составу с пироксенами, отличие – обязательное вхождение группы (OH).
Главнейшие амфиболы: роговая обманка, тремолит, актинолит.
В соответствии с кристаллической структурой амфиболы характеризуются удлиненным габитусом, совершенной спайностью.
Тремолит
Ca2
Mg5
(OH)2
[Si4
O11
]2
Актинолит
Ca2
Fe5
(OH)2
[Si4
O11
]2
– образуют непрерывный изоморфный ряд. Кристаллы игольчатые, волокнистые, лучистые. Цвет: белый, светло-зеленый (тремолит); зеленый различных оттенков (актинолит). Блеск стеклянный, шелковистый. Излом: занозистый, неровный. Твердость 5,5 - 6. Удельный вес 2,9 - 3,3.
Разновидность: нефрит
– скрытокристаллический агрегат актинолит – тремолитового изоморфного ряда.
Роговая
обманка.
Имеет сложный химический состав. Кристаллы нередко деформированные, удлиненно-уплощенные, волокнистые. Цвет: от буро-зеленого до черного. Блеск шелковистый, восковой. Твердость 5,5 - 6. Удельный вес 3,0 - 3,5.
Слоистые силикаты
К ним относятся силикаты и алюмосиликаты (часть кремния замещена алюминием). В составе содержат гидроксильную группу (OH). Внутренняя структура этих минералов определяет их совершенную спайность в одном направлении и небольшую твердость.
Серпентин
(змеевик)
Mg6
[Si4
O10
](OH)2
. Образует скрытокристаллические плотные или параллельно-волокнистые прожилки. Цвет: желто-зеленый, темно-зеленый, желтоватый, белый. Блеск стеклянный, жирный, восковой или шелковистый. Твердость 2,5 - 4. Удельный вес 2,2 - 2,7. Разновидность: хризотил
-асбест
– волокнистый серпентин.
Каолинит
Al4
[Si4
O10
] (OH)2
(глина). Образует плотные землистые массы. Цвет белый с различными оттенками. Блеск матовый, иногда жирный на ощупь. В сухом состоянии прилипает к языку, во влажном образует пластичную массу. Твердость 1 – 3. Удельный вес 2,6.
Тальк
Mg3
[Si4O10] (OH). Образует листоватые агрегаты или сплошные массы. Цвет белый, светло-зеленый, розоватый, темно-серый. Блеск жирный. Твердость эталонная – 1. Удельный вес 2,8.
Семейство
слюд
. К слюдам относятся алюмосиликаты сложного химического состава. Кристаллы: листоватые, чешуйчатые. По цвету различают:
Мусковит
– бесцветный, желтоватый, светло-коричневый, иногда с красноватым оттенком.
Флогопит
– коричневый разных оттенков.
Биотит
– черный.
Блеск: перламутровый. Спайность весьма совершенная. Твердость 2 – 3; удельный вес 3.
Хлорит
– алюмосиликат с широким изоморфным замещением. Образует листоватые агрегаты или сплошные массы. Цвет зеленый до черного. Блеск стеклянный, жирный. Твердость 2 – 3; удельный вес 2,7.
Каркасные силикаты
Полевые
шпаты
– это каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных катионов K2+
, Na+
, Ca2+
.
Щелочные калиево-натриевый полевые шпаты
(K, Na) [Si3
AlO8
]
К данной группе минералов относятся: ортоклаз, микроклин, санидин. Они мало отличаются по макроскопическим признакам. Образуют таблитчатые кристаллы белого, светло-серого, желтоватового, розоватого до мясисто-красного (у ортоклаза) цвета. Не дают черты. Блеск стеклянный. Излом неровный, обладают спайностью по двум направлениям почти под прямым углом. Ортоклаз – в пер. «прямоколющий». Твердость 6 – 6,5. Удельный вес средний.
Имеют следующие разновидности:
· Ортоклаз водяно-прозрачный – адуляр,
нежно-голубой с серебристо-перламутровым отливом – лунный
камень
.
· Микроклин зеленоватый, голубовато-зеленый – амазонит.
Плагиоклазы
По химическому составу плагиоклазы представляют собой непрерывный ряд изоморфных замещений двух составных частей: альбитовой Na[AlSi3
O8
] и анортитовой Ca[Al2
Si2
O8
]. В зависимости от содержания анортитовой молекулы плагиоклазы называют:
0-10 Альбит (кислый);
10-30 Олигоклаз (кислый);
30-50 Андезин (средний);
50-70 Лабрадор (основной);
70-90 Битовнит (основной);
90-100 Анортит (основной).
Макроскопические разновидности плагиоклазов почти не отличаются друг от друга и от калиево-натриевых полевых шпатов. Форма кристаллов таблитчатая; цвет обычно белый, сероватый, голубоватый, серовато-синий (у лабрадора); блеск стеклянный; спайность совершенная по двум направлениям. Но в отличии от калиево-натриевых полевых шпатов, у которых угол между плоскостями спайности практически под прямым углом, плагиоклазы образуют острый угол. Плагиоклаз – в пер. «косоколющий». Твердость и удельный вес характерен для всех полевых шпатов – 6 – 6,5 и средний соответственно.
Разновидности:
· лабрадорит
– облицовочная порода из лабрадора, для которого характерна синяя иризация (переливы на плоскостях спайности);
· беламорит
– олигоклаз с нежно-голубой иризацией – поделочный камень.
Фельдшпатоиды – э
то каркасные алюмосиликаты, близкие по составу полевым шпатам, но очень бедные кремнекислотой. Породообразующим минералом фельдшпатоидов в магматических щелочных породах является нефелин.
Нефелин
KN3
[Si AlO4
]. Образует столбчатые кристаллы, в породах встречается чаще в виде крупнозернистых вкрапленников. Цвет серый, красноватый, зеленоватый, редко бесцветен. Блеск жирный, стеклянный. Иногда полупрозрачен в зернах, излом раковистый, спайность несовершенная, поэтому визуально можно спутать с зернами кварца. Но в отличие от кварца имеет более низкую твердость 5,5.
Задание:
исследовать макроскопические свойства образца и определить минерал из класса силикатов.
Контрольная работа
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛОВ
Для выполнения контрольной работы предлагается индивидуальный набор образцов (как правило, в количестве 5 штук). Необходимо последовательно описать макроскопические свойства и дать название каждому образцу.
Порядок описания
1. Габитус кристалла или внешняя форма агрегата.
2. Цвет образца.
3. Цвет черты на фарфоровой пластинке.
4. Блеск (характерный для внешних граней кристалла).
5. Прозрачность.
6. Тип излома на свежих сколах.
7. Спайность (если наблюдаются плоскости скола кристалла).
8. Твердость (определяется подручными средствами).
9. Удельный вес (сравнительный с другими образцами).
10. Реакция с соляной кислотой (если есть).
11. Тест на вкус (как вспомогательное свойство).
НАЗВАНИЕ МИНЕРАЛА (возможно пользование вспомогательной таблицей 2 по определению минералов).
Таблица 2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ МИНЕРАЛОВ
| Твер-дость
|
Цвет
|
Блеск
|
Форма кристаллов
|
Другие диагностические признаки
|
Название минерала
|
| 1 |
Белый, зеленый, серый |
Жирный на ощупь |
Листоватый, чешуйчатый |
Весьма совершенная спайность |
Тальк |
| 1-2 |
Лимонно-желтый |
Матовый, стеклян. |
Зернистые массы, тетраэдры |
Хрупкая, легкая |
Самородная сера |
| 1 |
Свинцово-серый |
Полуметал. |
Листоватый, чешуйчатый |
Черта голубовато-серая, пачкает руки |
Молибде-нит |
| 1 |
Серовато-черный |
Полуметал. |
Пластин-чатый, лис-товатый |
Черта серо-черная, пачкает руки |
Графит |
| 2 |
Бесцвет-ный, белый |
Шелковис., матовый |
Таблитчатый игольчатый, зернистые массы |
Весьма совершенная спайность |
Гипс |
| 2 |
Бесцвет-ный, сероватый |
Стеклян., жирный |
Кубический, сплошные массы |
Соленый на вкус, весьма совершенная спайность |
Галит |
| 2 |
Бесцвет-ный, розовый |
Стеклян., жирный |
Кубический, сплошные массы |
Горько-соленый, прищипывает язык |
Сильвин |
| 2-3 |
Бесцвет-ный |
Перламут-ровый |
Пластинча-тый |
Весьма совершенная спайность |
Мусковит |
| 2-3 |
Коричне-вый |
Перламут-ровый |
Пластинча-тый |
Весьма совершенная спайность |
Флогопит |
| 2-3 |
Черный |
Перламут-ровый |
Пластинча-тый |
Весьма совершенная спайность |
Биотит |
| 2-3 |
Темно-зеленый |
Стеклян., жирный |
Пластин-чатый, лис-товатый |
Весьма совершенная спайность |
Хлорит |
| 1-3 |
Белый, серый |
Матовый, жирный |
Землистые массы |
Землистый излом, прилипает к языку |
Каолинит |
| 1-4 |
Желто-коричн. |
матовый |
Землистые массы |
Землистый излом, черта ржавая |
Лимонит |
| 2-3 |
Свинцово-серый |
Металлич., алмазный |
Кубический, мелкозерн. |
Черта серо-черная, тяжелый |
Галенит |
| 3 |
Бесцвет-ный, жел-тый, розо-вый, кор. |
Стеклян. |
Призматич., пластинч., другие формы |
Реагирует с HCl вскипанием |
Кальцит |
| 3-3,5 |
Белый, серый, розовый, коричнев. |
Матовый, стеклян. |
Зернистые, сплошные массы |
Неровный, занозистый излом |
Ангидрит |
| 3,5 |
Белый, серый, голубой |
Стеклян. |
Таблитчатый призматич. |
Совершенная спайность по 3 направлениям, тяжелее кальцита |
Барит |
| 3,5-4 |
Белый, желтый, розовый, коричнев. |
Стеклян., жирный |
Игольчатый, пластинч., натечные формы |
Реагирует с HCl вскипанием |
Арагонит |
| 2,5-4 |
Желто- до черно-зел. |
Шелковис., жирный |
Волокнист., пластинч. |
Излом раковистый, занозистый |
Серпентин |
| 3,5-4 |
Ярко зеле-ный |
Шелковис., матовый |
Натечные формы |
Спайность несовершенная |
Малахит |
| 3 |
Красный разных оттенков |
Матовый |
Мелкозер-нистые, сплошные массы |
Черта ало-красная, тяжелый |
Киноварь |
| 3,5-4 |
Зелено-желтый |
Металлич. |
Пластинч., сплошные массы |
Радужные побежалости, черта зелено-черная |
Халькопи-рит |
| 3-4 |
Коричне-вый, бурый |
Металлич., жирный |
Тетраэдри-ческий, мелкозерн. |
Черта коричневая |
Сфалерит |
| 3,5-4 |
Бронзо-вый |
Металлич. |
Таблитчатый |
Черта черная, слабо магнитен |
Пирротин |
| 4 |
Зеленова-тый, голу-боватый, фиолетов. |
Стеклян. |
Кубический, радиально-шестоватый |
Спайность совершенная по 3 направлениям |
Флюорит |
| 4 |
Белый, желтый |
Стеклян. |
Таблитчатый призматич. |
Реагирует с HCl в порошке |
Доломит |
| 4 |
Белый, серый |
Стеклян. |
Таблитчат., ромбоэдры |
Совершенная спайность |
Магнезит |
| 4 |
Коричне-вый |
Стеклян. |
Таблитчатый сплошные массы |
Черта белая, спайность совершенная |
Сидерит |
| 4,5 |
Голубой, серовато-синий |
Стеклян. |
Уплощенно-призматич., плитчатый |
Твердость 6,5 перпендикулярно спайности |
Дистен |
| 5 |
Голубой, зеленова-то-голуб. |
Стеклян. |
Призмати-ческий |
Неровный излом, несовершенная спайность |
Апатит |
| 5-5,5 |
Любой |
Стеклян. |
Сплошные массы |
Спайность отсутствует, черта белая |
Опал |
| 5,5 |
Зеленова-тый, серый |
;">Стеклян., жирный |
Изометрич. зерна |
Раковистый излом, несовершенная спайность |
Нефелин |
| 5 |
Бурый, темно-серый |
Металлич. |
Призмати-ческий, плитчатый |
Черта темно-бурая, тяжелый |
Вольфра-мит |
| 5,5 |
Бурый |
Металлич., матовый |
Призмати-ческий, плитчатый |
Спайность совершенная, средний по удельному весу |
Титанит |
| 5-6 |
Бурый, темно-серый |
Металлич., матовый |
Пластинча-тый, сплошные массы |
Черта красно-коричневая |
Гематит |
| 5-6 |
Серо-черный |
Металлич. |
Мекозернис-тые агрегаты |
Магнитен |
Магнетит |
| 5,5-6 |
Черный |
Матовый |
Конкреции |
Черта черная, иногда пачкает руки |
Пиролюзит |
| 5,5-6 |
Белый, светло-зеленый |
Шелковис-тый |
Игольчатый, волокнистый |
Занозистый излом |
Тремолит |
| 5,5-6 |
Зеленый |
Шелковис-тый |
Игольчатый, волокнистый |
Занозистый излом |
Актинолит |
| 5,5-6 |
Зеленова-то-черный |
Матовый, шелковист. |
Игольчатый, волокнистый |
Черта зелено-черная |
Роговая обманка |
| 6-6,5 |
Белый, желтый, розовый |
Стеклян. |
Таблитчатый |
Совершенная спайность по 2 направлениям под прямым углом |
Ортоклаз |
| 6-6,5 |
Белый, серый, синий |
Стеклян. |
Таблитчатый |
Совершенная спайность по 2 направлениям под острым углом |
Плагио-клазы |
| 6-6,5 |
Белый, зеленый |
Стеклян. |
Коротко-столбчатый |
Спайность средняя под углом 860
|
Диопсид |
| 6-6,5 |
Черный |
Стеклян. |
Призмати-ческий |
Спайность средняя под углом 1260
|
Пироксены |
| 6 |
Соломен-но-желт. |
Металлич. |
Кубический |
Черта черная, излом неровный |
Пирит |
| 6 |
Соломен-но-желт. |
Металлич. |
Конкреции |
Черта черная, излом неровный |
Марказит |
| 6,5 |
Оливково-зеленый |
Матовый |
Мекозерн. сплошные массы |
Черта белая, излом неровный |
Оливин |
| 6,5 |
Желто-зеленый |
Матовый |
Мекозерн. сплошные массы |
Черта белая, излом неровный |
Эпидот |
| 6,5 |
Мутно-зеленый |
Стеклян. |
Изометрич. кристаллы |
Излом раковистый, спайность несовершенная |
Гроссуляр |
| 6,5 |
Бурый |
Стеклян. |
Изометрич. кристаллы |
Излом раковистый, спайность несовершенная |
Андрадит |
| 7 |
Бесцвет-ный, белый, розовый, фиолет. |
Стеклян. |
Призмати-ческий, кристаллич. агрегаты, сростки |
Раковистый излом, несовершенная спайность |
Кварц |
| 7 |
Малиново красный |
Стеклян. |
Изометрич. кристаллы |
Излом раковистый, спайность несовершенная |
Альмандин |
| 7 |
Желто-коричнев., красно-бурый |
Стеклян. |
Изометрич. кристаллы |
Излом раковистый, спайность несовершенная |
Спессартин |
| 7,5 |
Коричн.- красный |
Стеклян. |
Изометрич. кристаллы |
Излом раковистый, спайность несовершенная |
Пироп |
| 6-7 |
Бурый , черный |
Металлич. |
Призматич., игольчатый |
Черта белая, тяжелый |
Касситерит |
| 7,5 |
Зелено-голубой |
Стеклян. |
Призмати-ческий |
Излом неровный, спайность несовершенная |
Берилл |
| 7,5 |
Черный |
Стеклян. |
Призмати-ческий, штриховка на гранях |
Излом неровный, спайность несовершенная |
Шерл |
| 8 |
Красный, синий, темно-зеленый |
Стеклян. |
Изометрич. кристаллы, зерна |
Излом раковистый, спайность несовершенная |
Шпинель |
| 9 |
Темно-красный, серо-синий |
Стеклян. |
Коротко столбчатый |
спайность несовершенная |
Корунд |
Лабораторная работа № 9
ГЛАВНЕЙШИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Цель работы:
познакомиться с основными понятиями, относящимися к горным породам; изучить разные типы магматических горных пород и получить навыки в их описании.
Горная
порода
– выдержанная ассоциация минеральных агрегатов определенного состава и строения, сформированная в близких геологических условиях в земной коре или у ее поверхности.
Каждая горная порода образует в земной коре объемное
тело
(слой, пласт, линза, массив), имеет определенный вещественный
состав
и обладает специфическим внутренним строением
.
В составе горной породы различают главные
породообразующие минералы (в сумме составляющие 95% объема породы) и второстепенные
, слагающие менее 5% горной породы. Среди второстепенных выделяют акцессорные
минералы, которые содержатся в очень небольших количествах, но для однотипных пород являются характерными.
Внутреннее строение горных пород характеризуется структурой и текстурой.
Структура
– особенность внутреннего строения горных пород, связанная со степенью ее кристалличности, размерами минеральных зерен, слагающих породу, их формой.
Текстура
– особенность внешнего строения горных пород, размещения минеральных зерен, их ориентировкой и окраской.
По условиям и способу образования все горные породы делятся на магматические
, осадочные
и метаморфические
.
Магматические
горные породы возникают при кристаллизации природных силикатных расплавов. Эти расплавы зарождаются как в верхней части мантии Земли, так и в земной коре. Поднимаясь вверх, они затвердевают внутри земной коры или на ее поверхности.
Осадочные
горные породы образуются на поверхности земной коры из продуктов разрушения ранее образованных горных пород, а также из химических и органогенных осадков.
Метаморфические
горные породы возникают путем коренного преобразования магматических, осадочных и ранее существовавших метаморфических горных пород под влиянием высоких температур и давлений.
МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
По условиям образования магматические породы делятся на:
· Интрузивные
(формирование которых происходило на относительно больших глубинах);
· Эффузивные
(излившиеся непосредственно на дневной поверхности);
· Жильные
или субвулканические
(кристаллизация которых происходила на небольшой глубине, т.е. полуглубинные
или гипабиссальные
).
По степени вторичных изменений минералов эффузивные породы подразделяют на:
- кайнотипные
– неизмененные («свежие»);
- палеотипные
– в той или иной степени измененные под влиянием времени.
Порядок описания магматических горных пород
При описании магматических горных пород необходимо учитывать некоторые особенности, присущие интрузивным и эффузивным породам.
1. Цвет
– может быть самый разнообразный, т.к. минералы, их слагающие могут быть различно окрашены. Породы, окрашенные в светлые тона, называют лейкократовыми
, а темные - меланократовыми
.
2. Текстура
. Для интрузивных пород характерна: массивная
, полосчатая
, пятнистая
, слоистая
. Для эффузивных пород также характерна: массивная, полосчатая, пятнистая, слоистая
текстуры, но могут встречаться и особенные виды: пузырчатая
, миндалекаменная
(пустоты заполнены опалом, халцедоном, карбонатами), флюидальная
(вытянутые минералы находятся как бы в окаменевших потоках жидкой лавы и отличается невыдержанностью слоев-потоков).
3. Структура
. У интрузивных пород различают следующие виды структуры: афанитовая
(когда не различимы отдельные зерна); мелкозернистая
(размеры зерен менее 0,5 мм); среднезернистая
(от 0,5- 1,0мм); крупнозернистая
(1,0-5,0мм); гигантозернистая
(более 5,0 мм).
Структура может быть разномернозернистая
и неравномернозернистая
(одни зерна по размерам отличаются от других). К неравномернозернистой структуре относится и порфировидная
структура (крупнокристаллические зерна в мелкозернистом кристаллическом агрегате).
Особо выделяемый вид структуры – графическая
(пегматитовая), сложенная клиновидными вростками кварца в полевом шпате – напоминают древнееврейские письмена.
Для эффузивных пород распространена порфировая
структура, но в отличии от интрузивных пород отдельные кристаллы являются вкрапленниками в скрытокристаллическую массу и афировая
(сложена только основной массой без вкрапленников).
4. Минеральный
состав
, где с достаточной точностью перечисляются главные и, по возможности, второстепенные минералы.
5. Количественное
соотношение
главных минералов, выраженное в процентах по отношению ко всему объему породы. В эффузивных породах соотношение вкрапленников к основной массе.
6. Цветное
число
– количество темноцветных минералов в объемных процентах.
7. Описание
главных
минералов
. Включает в себя преобладающие размеры кристаллических зерен, их форму и те диагностические признаки, по которым можно безошибочно назвать минерал.
Задание:
описать образец магматической горной породы из учебной коллекции по предложенному плану.
Лабораторная работа № 10
ОПИСАНИЕ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД
Цель работы:
изучение магматических горных пород и их определение по внешним характеристикам.
Главными признаками для разделения магматических пород является их химический состав
и условия залегания
(табл. 3).
По химическому составу все магматические породы делятся на кислые, средние, основные и ультраосновные (это определяется содержанием SiO2
).
Щелочность породы определяется отношением
. Если это отношение меньше 1, то порода относится к нормальному ряду, если больше 1, то к щелочному.
Для того чтобы отнести ту или иную породу к одной из групп по химическому составу не нужно делать химический анализ. Химический состав породы отражается в их минеральном составе. Так, чем больше кварца (SiO2
) в породе, тем она кислее, чем больше темноцветных минералов (пироксенов
, оливина
), тем более она основная.
Для пород щелочного состава характерен калиевый полевой
шпат
(K[AlSi3
O8
]) в большом количестве и фельдшпатоиды (нефелин Na[AlSiO4
]).
Кислые
Граниты
. Называют их по преобладающему темноцветному минералу – биотитовые
, пироксеновые
, амфиболовые
, мусковитовые
.
Эффузивные породы кислого состава представлены липаритами
и их палеотипными разновидностями кварцевыми
порфирами
(порфирами принято называть породы, где во вкраплениях преобладают калиевого полевой шпат, кислый плагиоклаз и обязательно кварц). В основной массе кислых эффузивов кайнотипного облика нередко бывает стекло
. Стекла кислого состава (обсидиан
) похожи на обычные стекла, но окрашены в различные цвета, чаще очень темные – до черного. Сюда же относится пемза
, очень легкая пористая порода.
Жильные породы представлены жильными пегматитами
, аплитами
. Пегматиты состоят из кварца и полевых шпатов с различными размерами кристаллов. Аплиты – мелкозернистые, равномерно светлые породы, практически лишенные темноцветных минералов.
Средние
Диорит
.
От гранитов отличается отсутствием калиевого полевого шпата (если он есть, то не более 5%) и большим цветным числом – 20. Кварцевые
диориты
– содержание кварца более 5%.
Эффузивные породы нормального ряда – андезиты
представлены породами с порфировой структурой, содержащими во вкрапленниках плагиоклаз и темноцветные минералы. Косвенным признаком породы может служить зеленоватый оттенок массы.
Сиениты
– средние интрузивы щелочного ряда содержат большое количество калиевого полевого шпата и практически лишены кварца. Трахиты
и ортофиры
– состоят почти целиком из калиевого полевого шпата. В трахитах встречается санидин (водяно-прозрачная разновидность калиево-натриевого полевого шпата).
Щелочные породы
Нефелиновые
сиениты
. Внешне похожи на средние породы, но содержат нефелин. Не следует путать нефелин с кварцем и надо помнить, что эти два минерала никогда не встречаются рядом.
Эффузивные и жильные щелочные породы очень редки.
Таблица 3.
КЛАССИФИКАЦИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД
| Группа пород |
Цветное число |
Интрузив-ные породы |
Эффузивные породы |
Жильные породы |
Главные и второстеп. минералы |
| Кислые |
5-15 |
Гранит |
Липарит (кварцевый порфир) стекло, пемза |
Пегматит аплит |
Кварц, пол. шпаты (слюды, амфиболы) |
| Средние (нормаль-ный ряд) |
20-40 |
Диорит |
Андезиты |
Плагиоклаз, роговая обманка (кварц, кал. пол. шпат) |
|
| Средние (щелочной ряд) |
20-40 |
Сиенит |
Трахиты Ортофиры |
Калиевый пол. шпат, слюды, амфиболы (кварц, плагиоклаз) |
|
| Щелоч-ные |
20-40 |
Нефелино-вый сиенит |
Калиевый пол. шпат, нефелин, плагиоклаз, слюды, пироксены |
||
| Основ-ные |
50-70 |
Габбро |
Базальт Долерит Базальтовый порфирит Диабаз |
Габбро-диабазы Диорит-порфирит |
Пироксены, плагиоклаз (слюды, амфиболы, магнетит, оливин) |
| Ультра-основ-ные |
до 100 |
Дунит Перидотит Кимберлит Пироксенит |
Оливин, пироксены |
Основные
Габбро
. Содержат основной плагиоклаз, темноцветные минералы, имеют крупнокристаллическую структуру.
Базальты
– несколько темнее андезитов, но очень широко распространены в земной коре. Имеют четко выраженную порфировую структуру (с вкрапленниками плагиоклазов или калиево-полевых шпатов), либо афанитовую (сплошная масса).
Долериты
– базальты с долеритовой
структурой (крупные вытянутые таблички плагиоклаза). Палеотипные разновидности отличаются зеленоватым оттенком. Если в них есть вкрапленники, то это базальтовые
порфириты
, если без вкраплений – диабазы
.
Жильные породы малочисленны: диорит – порфириты
и габбро –
диабазы
.
Ультраосновные
Дуниты
– массивные темно-зеленые породы, состоящие из оливина.
Перидотиты
– более темные породы, состоящие из оливина и пироксена.
Пироксениты
– темно-серые до черного, тяжелые мелкозернистые породы, состоящие из пироксена.
Кимберлиты
– разновидность перидотитов в трубках взрыва.
Задание:
описать и определить образец магматической горной породы из учебной коллекции.
Лабораторная работа № 11
ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Цель работы:
изучение особенностей осадочных горных пород и получение навыков в определении данных пород.
Осадочные горные породы образуются на поверхности Земли (в экзогенных условиях) в результате накопления различных минеральных веществ на дне морей, в озерах, реках и на суше.
По способу образования осадочные горные породы можно подразделить:
Наиболее распространенными среди осадочных горных пород являются обломочные, которые называют кластическими.
Они состоят из обломков пород или минералов и представляют собой рыхлые или сцементированные механические осадки.
Классификация обломочных пород основана на величине и форме обломков (табл. 4).
Таблица 4.
КЛАССИФИКАЦИЯ ОБЛОМОЧНЫХ ПОРОД
| Группы пород |
Размеры обломков, мм |
Рыхлые породы |
Сцементированные |
||||
| с окатан. обломками |
с неокатан. обломками |
с окатан. облом. |
с неокат. Облом. |
||||
| Грубо-обломоч-ные |
крупные |
200 |
Валуны |
Глыбы |
Валунные конгломе-раты |
Глыбо-вые брекчии |
|
| средние |
200-10 |
Галечники |
Щебень |
Конгломе-раты |
Брекчии |
||
| мелкие |
10-2 |
Гравий |
Дресва |
Гравийные конгломе-раты |
|||
| Песча-ные |
грубые |
2-1 |
Пески грубозернистые |
Песчаники грубо-зернистые |
|||
| крупные |
1-0,5 |
Пески крупнозернистые |
Песчаники крупно-зернистые |
||||
| средние |
0,5-0,25 |
Пески среднезернистые |
Песчаники средне-зернистые |
||||
| мелкие |
0,25-0,1 |
Пески мелкозернистые |
Песчаники мелко-зернистые |
||||
| Алеври-товые |
0,1 – 0,01 |
Алевриты |
Алевролиты |
||||
| Глины |
менее 0,01 |
Глины (физические) |
Аргиллиты |
||||
Грубообломочные породы (псефиты
)
. Все окатанные псефиты, скрепленные цементом, независимо от состава галек и цемента называются конгломератами, а сцементированные псефиты, состоящие из не окатанных обломков – брекчиями.
При описании псефитов следует указывать состав, окраску, величину и характер окатанности обломков, состав и окраску цемента. Пример: конгломерат гравийный, сложенный зернами гравия и мелкой галькой серого песчаника и реже серого кремня, по форме галька округло – уплощенная. Цемент бурый, железисто – песчанистый, среднезернистый, заполняет участки между тесно прилегающими друг к другу гравием и мелкой галькой.
Среднеобломочные (псаммиты
).
Псаммиты могут состоять главным образом из зерен одного минерала (кварца, глауконита) и состоящие из обломков различных минералов (кварца, полевого шпата, слюды, глауконита и т. д.).
Карбонатность псаммитов устанавливается при смачивании породы HCl (наблюдается вскипание).
Пример: перед нами кусок довольно плотной породы зеленовато – серого цвета, который состоит из зерен кварца размером 0,3 – 0,5 мм. Кроме кварца, в породе изобилуют зерна глауконита размером ==0,3 мм, придающие ей зеленоватую окраску. При действии
HCl
наблюдается слабое вскипание породы, от наличия небольшого количества извести в ее цементе. Это песчаник зеленовато – серый, среднезернистый, полимиктовый (кварцево-глауконитовый) слабоизвестковый.
Мелкообломочные (алевриты
)
– занимают промежуточное значение между песками и глинами. К алевритам относятся – лесс, лессовидные суглинки. Лесс представляет собой однородную массу светло – желтого цвета, состоящую из кварца, глины и кальцитов. Для лесса характерны высокая пористость и водопроницаемость, легко растирается в пыль. Слоистость отсутствует. Лессовидные суглинки слоисты, более грубозернистые, содержат больше песочного материала.
Алевролиты
– сцементированный лесс или лессовидные суглинки. Очень похожи на твердые глинистые породы. В обнажениях иногда тонкоплитчаты, слоисты. В воде не размокают.
Глинистые (пелиты
).
Глины в сухом виде характеризуются землистым строением и легко растираются пальцами. Во влажном состоянии жирные на ощупь. Цвет глин разнообразен. Глинистые пласты водоупорны.
По минеральному составу различают: каолинитовые
глины и монтмориллонитовые
глины. Каолины – белые глины, сложенные частицами каолинита, обладающие большой чистотой и высокой пластинчатостью. Монтмориллониты – содержат некоторое количество каолинита, бейделлита и других глинистых минералов и имеют коричневатый цвет. Отличаются высокой дисперсностью.
Аргиллиты
–
плотные сцементированные глинистые породы. Цементом в них часто служит халцедон. Иногда они имеют сложную слоистость – сланцеватость, что выражается в раскалывании их на тонкие пластинки.
Породы химического и органического происхождения.
Классифицируют их по химическому составу:
1. карбонатные;
2. кремнистые;
3. сернокислые и галоидные;
4. железистые;
5. фосфатные;
6. углеродистые.
Карбонатные породы
Наиболее широко распространены среди осадочных пород и представлены известняками, доломитами, мергелями.
Известняки
состоят из одного минерала – кальцита Ca(CO3
). Цвет преимущественно белый, серый. Твердость – 3, иногда ниже (мел) иногда выше (кремнистые известняки). В воде плохо растворяются. Реакция с HCl – вскипание. Органогенные: мел
, известняк–ракушечник
. Хемогенные: микрозернистые – состоят из мельчайших зернышек кальцита; оолитовые – скопление шаровидных известковых зерен; известковый туф
– имеет вид пористой или ячеистой породы – отложение кальцита водами минеральных источников. Большие скопления называются травертинами
.
Мергели
– известково-глинистая порода (30 – 50% глины). Цвет обычно пестрый, серый. Обычно плотная порода, с неровным или землистым изломом. Реакция с HCl – вскипание, причем оставляет жирное пятно.
Доломиты
– состоят из минерала доломита CaMg(CO3
)2
, часто не отличим от известняка. Имеет множество переходных состояний. Цвет обычно белый, кремовый или серый. Твердость 3,5 - 4. Вскипает от HCl в порошке или при нагревании HCl. Отсутствие раковистого излома, наличие шершавого, мучнистого тонкопесчанистого излома определяет данную породу.
Кремнистые породы (
SiO
2
)
Органического происхождения:
Диатомиты
– скопление микроскопических диатомовых водорослей, состоящих из водного кремнезема (опала). Белая или желтоватая порода, чрезвычайно легкая, пористая, мягкая, часто похожа на писчий мел (мел вскипает, а диатомит не вскипает с HCl). Прилипает к влажному пальцу.
Трепел
– хемогенная порода, состоящая из мельчайших зерен опала или кремния, различимых под микроскопом. Может быть плотным, компактным. По цвету – различен: от белого до темно-серого.
Опоки
– это довольно твердая и очень легкая порода серого, голубоватого иногда черного цвета (окраска часто пятнистая). При ударе твердая опока колется со звенящим звуком на остроугольные осколки с раковистым изломом.
Яшмы
– плотные нечистые халцедоновые породы, значительную часть которых составляют примеси и красящие вещества.
Фтаниты
– черные (из-за углистого вещества) плотные халцедон-кварцевые породы.
Сернокислые и галоидные породы
Каменная соль (галит), гипс, ангидрит
. Образуются путем отложения из воды в соленосных бассейнах.
Железистые породы
По внешнему виду породы разнообразны. Цвет их обычно бурый, различных оттенков. Оолитовые железные руды имеют внешние диагностические признаки те же, что и для соответствующих минералов. Сидерит
– в виде минеральных включение среди глин и мергелей. Пирит
и марказит
– признаки минералов.
Фосфатные породы
Породы богатые фосфатами кальция – фосфориты
. Твердость ≈ 5. Цвет чаще темный (серый, буроватый, черный), но встречаются и светлые фосфориты. В зависимости от характера и количества примесей внешние признаки фосфоритов изменяются в широких пределах.
Углеродистые породы
(горючие ископаемые)
Торф
–
бурая или черная масса полуразложившегося растительного материала.
Ископаемые
угли
– бурый, каменный, антрацит.
Горючие сланцы
– глинистые сланцеватые или мергелистые породы, загорающиеся в тонких пластинках и горящие коптящим пламенем с характерным запахом битумов (нефти и керосина).
Нефть и горючие газы.
Задание:
описать внешние признаки, минеральный состав образца из учебной коллекции и определить осадочную горную породу.
Лабораторная работа № 12
МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Цель работы:
изучение особенностей метаморфических горных пород и получение навыков в их определении.
Метаморфические горные породы возникают в результате преобразования ранее существовавших осадочных, магматических, а также метаморфических пород, происходящего в земной коре. Эти преобразования выражаются в изменении минерального, а иногда и химического состава, структуры и текстуры породы.
Метаморфизм происходит под воздействием высокой температуры и давления, а также вследствие приноса и выноса высокотемпературными растворами и газами. Большую роль в данных процессах играет состав исходных пород.
Главнейшие отличия метаморфических пород от магматических и осадочных заключается в их минеральном составе, а также в их структурных и текстурных особенностях
.
Метаморфические породы состоят из минералов, устойчивых в условиях высоких температур и давления. К ним относится большинство минералов магматических пород: кварц, плагиоклазы, калиевый полевой шпат (микроклин), мусковит, биотит, роговая обманка, пироксен (авгит), магнетит, гематит; из осадочных пород: кальцит; из минералов метаморфических пород: хлорит, тальк, серпентин, гранат, графит.
Структура:
кристаллическая – листовая
, чешуйчатая
, игольчатая
, таблитчатая
, реже зернисто
кристаллическая
(в виде зерен). Имеются и слабометаморфизированные скрытокристаллические породы и переходные разности.
По величине индивидов структуры: крупнокристаллическая
(>1мм), среднекристаллическая
(0,25 – 1 мм), мелкокристаллическая
(< 0,25 мм).
Текстура
определяется по взаимному расположению зерен:
- сланцевая
– с параллельным расположением чешуйчатых или таблитчатых минералов;
- гнейсовая
– с параллельным расположением таблитчатых минералов при малом содержании чешуйчатых частиц;
- полосчатая
– с чередованием полос разной толщины различного минерального состава;
- волокнистая
– в породах, сложенных волокнистыми и игольчатыми минералами, вытянутыми в одном направлении;
- очковая
– с рассеянными в породе более крупными овальными зернами или агрегатами, обычно выделяющимися по цвету;
- плойчатая
– в случае присутствия в породе очень мелких складок;
- беспорядочная
– с неориентированным расположением зерен;
- массивная
– с прочным сложением породы при плотном, связном соединении минеральных зерен.
Породы регионального метаморфизма
Региональный метаморфизм происходит под высоким неравномерным давлением и температурой и захватывает большие пространства. Это приводит к параллельному расположению перекристаллизованных минеральных частиц.
Глинистые сланцы (аргиллитовые
).
Образуются при начальной стадии метаморфизма. В них хорошо выражена сланцеватость, они легко раскалываются на плитки. Цвет – серо–зеленый, серый, коричневый, бурый до черного. В воде не размокают. Сланцы частично состоят из глинистых минералов, частично из новообразований кварца, серицита, биотита, хлорита, часто присутствует углистое вещество.
Филлиты
– более сильно метаморфизованные породы. Они полнокристаллические, тонко сланцеватые. Цвет очень разнообразен: зеленоватый, серый, черный. Состоят из хлорита, биотита, кварца и полевого шпата. Имеет шелковистый блеск, более плотные.
Кристаллические сланцы
– характеризуются сланцеватостью, нередко плойчатостью. Структура чаще среднекристаллическая до крупнокристаллической. Отличаются сильным шелковистым блеском и наличием хорошо различимых чешуек. Состав: слюды, кварц или хлорит. В зависимости от состава – дают названия (слюдяные, хлоритовые).
Гнейсы
– образования гнейсовой (полосчатой), реже сланцеватой или очковой текстуры. Структура – зернистокристаллическая, средне- или крупнозернистая. Вместо хлорита и слюды, которая сохраняется в небольшом количестве, преобладают полевые шпаты, много кварца. Состав близок минеральному составу гранитов, от которых отличаются ориентированной гнейсовой структурой.
Кварциты
– метаморфизованные песчаники, состоящие из кварца, массивные плотные, зернистые породы. Очень прочны и тверды. Цвет – серый, облицовочный – розовый, темно–красный. Кварцевые песчаники с глинистым цементом преобразуются в слюдяно-кварцевые сланцы.
Мраморы
– метаморфизованные известняки, состоящие из кальцита, имеют зернисто кристаллическую структуру, обычно массивную, нередко расплывчатую полосчатую текстуру. Характерна белая или светло–серая окраска.
Кислые и средние магматические породы преобразуются в ортогнейсы
и ортосланцы
с соответствующим минеральным составом.
Габбро и базальты преобразуются в зеленые сланцы
(хлорит, эпидот, актинолит, альбит); амфиболит
(массивные крепкие породы сланцеватой или волокнистой текстуры темно–серого до черного цвета – из роговой обманки и плагиоклаза); гранатовые
амфиболиты
и эклогиты
.
Ультраосновные породы под действием метаморфизма перекристаллизовываются в змеевики
(
серпентиниты
)
и тальковые
сланцы
.
Породы динамометаморфизма
Динамометаморфизм возникает под воздействием давления в условиях невысоких температур и заключается в интенсивном дроблении минеральных зерен без существенной их перекристаллизации.
Тектонические брекчии
– остроугольные обломки, какой – либо породы, сцементированные мелко раздробленными обломками той же породы. Могут быть сложены обломками разных пород. Характерно отсутствие слоистости и однообразие состава обломков.
Катаклазиты
, в которых дроблению и деформациям подвержены не только участки породы, но и слагающие ее минералы.
Милониты
– тонкоперетертые плотные породы. В отличие от катаклазитов характерна большая степень дробления материала. Очень характерно возникновение и рост на общем тонко полосчатом фоне породы отдельных «очков» (микроклина), они достигают иногда 1 см и более. Текстура их сланцевая, тонко полосчатая, очковая.
Породы контактового метаморфизма
Контактовый метаморфизм вызывается действием высокой температуры, паров и растворов, связанных с внедрением магматического расплава, без заметного участия давления. Наиболее распространенными породами контактового метаморфизма являются роговики, скарны и грейзены.
Роговики
– очень крепкие мелкозернистые породы массивной структуры. Иногда встречаются крупные кристаллы отдельных минералов. Цвет определяется окраской господствующих минералов, обычно серого, черного или темно – зеленого цвета. Разновидности: биотитовые, амфиболовые, силикатные роговики.
Скарны
возникают в результате контактово–метасоматических процессов, при воздействии постмагматических растворов на контакте карбонатных и интрузивных пород. Главные породообразующие минералы – пироксен, плагиоклаз и гранат, а также при более низких температурах – эпидот, актинолит, карбонаты и рудные минералы. Структура от мелко- до крупнокристаллической, часто неравномернозернистая.
Грейзены
– метасоматические породы, образовавшиеся в результате переработки постмагматическими газовыми и водными растворами (гранитов, а также эффузивов, осадочно – метаморф. пород, богатых кремнеземом).
По минеральному составу грейзены кварц–мусковитовые породы, часто с Li–слюдами, топазом, турмалином, флюоритом, бериллом, касситеритом. Имеют крупнокристаллическую структуру. Цвет – белый или светло –серый.
Порядок описания метаморфических горных пород
1. Цвет;
2. Текстура;
3. Структура;
4. Минеральный состав;
5. Дополнительные признаки породы – твердость, плотность;
6. Тип метаморфизма;
7. Название породы.
Задание:
описать внешние характеристики образца из учебной коллекции и определить метаморфическую горную породу.
Литература
1. Павлинов В.Н., Михайлов А.Е., Кизельватер Д.С.
Пособие к лабораторным занятиям по общей геологии / В.Н. Павлинов, А.Е. Михайлов, Д.С. Кизельватер. – М.: недра, 1983. -160 с. – 18400 экз.
2. Музафаров В.Г.
Определитель минералов, горных пород и окаменелостей / В.Г. Музафаров. – М.: Недра, 1979. -327 с. – 10000 экз.
3. Павлинов В.Н., Кизельватер Д.С., Лиин Н.Г.
Основы геологии / В.Н. Павлинов, Д.С. Кизельватер, Н.Г. Лиин. – М.: Недра, 1991. -290 с. – 40000 экз.
Курсовая работа по "Основам геологии" выполняется на первом курсе в первом семестре. Работа представляет собой развернутый реферат по одному из теоретических вопросов программы курса и выполняемый студентами по результатам углубленного изучения учебной и рекомендованной научной и научно-популярной литературы.
При выполнении курсовой работы необходимо соблюдать следующую последовательность:
1.Тема работы выбирается студентом самостоятельно из предлагаемого ему перечня и по согласованию с преподавателем.
2.Работа состоит из текстовой части с обязательными иллюстрациями в виде рисунков, схем, фотографий и т.д. Объем работы должен быть не менее 15стр. машинописного текста.
3.Для написания курсовой работы необходимо использовать не только учебную, но и дополнительную литературу. Следует отметить, что в списке литературы указаны далеко не все литературные источники и студентам предоставляется возможность самостоятельного поиска необходимых материалов.
4.Начинать работу рекомендуется с поиска, подбора и ознакомления с необходимой литературой. Затем составляется подробный план работы, который обязательно рассматривается и утверждается преподавателем. В процессе выполнения работы студент должен, по мере необходимости, посещать консультации, назначаемые преподавателем.
5.Выполнение работы заканчивается ее защитой. Дата защиты назначается преподавателем. Работа оценивается за глубину и полноту раскрытия темы, умение изложить в докладе представленную работу и за качество ответов на поставленные преподавателем, во время зашиты, вопросов. Определенное значение для окончательной оценки имеет качество и правильность оформления текста и иллюстраций работы.
ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
Работа должна состоять из следующих составляющих:
· титульного листа;
· оглавления;
· текстовой части с иллюстрациями;
· списка графических приложений (если необходимо);
· списка использованной литературы.
1.Титульный лист оформляется по форме (Приложение 1).
2.Для написания работы используется бумага формата А-4. Параметры текста: поля слева -2.5, справа -1.5, сверху -2.0 и снизу -2.5. Страницы нумеруются снизу и по середине.
3.Каждая глава начинается с заголовка, выполненного более крупным шрифтом, чем остальной текст.
4.Иллюстрации должны быть подписаны и пронумерованы по порядку. В тексте необходимо делать ссылки на иллюстрации.
5.Список использованной литературы составляется в алфавитном порядке. В тексте должны быть ссылки на использованную литературу.
Примерная тематика курсовых работ
1. Внутреннее строение Земли. (1, 4, 14, 17, 33, 37, 47, 58, 63 )
2.
Строение Земной коры и верхней мантии. ( 1, 4, 5, 14, 17, 33, 37, 47, 58 )
3.
Минералы в земной коре. ( 7, 21, 30, 36, 38, 41, 42, 43, 52, 57 )
4.
Драгоценные и поделочные камни как полезные ископаемые. ( 7, 21, 30, 36, 38, 41, 42, 43, 52, 57 )
5.
Алмазы, их образование и применение. ( 6, 7, 21, 36, 42 )
6.
Вулканы и их географическое распространение. ( 11, 12, 18, 19, 25, 28, 29, 34, 50, 51 )
7.
Интрузивный и эффузивный магматизм. ( 12, 18, 19, 25, 28, 29, 34, 50, 51 )
8.
Метаморфизм и его продукты. ( 35 )
9.
Осадочные горные породы. ( 27, 44, 62 )
10.
Геохронология. Абсолютный и относительный возраст горных пород. ( 11, 12, 13, 15, 19, 22 )
11.
Разломы в земной коре. ( 3, 8, 9, 17, 39, 55, 58 )
12.
Байкальский рифт. ( 3, 8, 9, 17, 39, 55, 58 )
13.
Выветривание и его продукты. ( 22, 23, 24, 27 )
14.
Реки и их геологическая деятельность. ( 22, 23, 49 )
15.
Подземные воды. Карст. ( 16, 22, 45, 53, 60, 61 )
16.
Льды на поверхности Земли и их геологическая деятельность. ( 2, 32, 46 )
17.
Геологическая деятельность морей и океанов. ( 8, 24, 31, 48, 54, 59 )
18.
Землетрясения, их причины и прогноз. ( 8, 9, 10, 17, 39, 40, 58, 59 )
19.
Тектоника литосферных плит. Гипотеза Вегенера. ( 17, 48, 55, 56, 58, 63 )
20.
Ветры, их транспортирующая способность и разрушительная деятельность. (23, 81, 82)
21.
Эоловые образования, пустыни. (22, 27, 44, 62)
22.
Временные потоки, сели. (22, 23, 72, 73)
23.
Многолетняя мерзлота. (79)
24.
Геологическая деятельность морей и океанов. (8, 24, 31, 48, 54, 59)
25.
Роль озер и болот в геологических процессах. (22, 27)
26.
Минералы лунных пород и метеоритов. (7, 76, 77, 78)
27.
Эффузивные магматические породы. Продукты кислых эффузивов (обсидиан, лунный камень). (90, 91, 92)
28.
Особенности строения россыпных месторождений. (83, 84, 85)
29.
Полигенная природа разновидностей кварца. (86, 87, 88, 89)
30.
Образование пегматитов. Минералы пегматитовых тел. (90, 93, 94)
Рекомендуемая литература
1. Баландин Р.К.
Подвижная земная твердь / Р.К. Баландин. – М.: Мысль, 1978. – 85 с. – 100000 экз.
2. Баландин Р.К.
Ледяные исполины: История рождения, жизни и гибели великих ледников / Р.К. Баландин. – Минск: изд-во Университетское,1986. -158 с.
3. Белоусов В.В.
Структурная геология / В.В. Белоусов. – М.: Изд-во МГУ, 1986. – 183 с.
4. Белоусов В.В.
Земная кора и верхняя мантия материков / В.В. Белоусов. –М.: Наука, 1968. – 278 с.
5. Белоусов В.В. и др.
Глубинное строение территории СССР / В.В. Белоусов и др. – М.: Наука, 1991. – 345 с.
6. Алмазы Сибири
. – М.: Госгеолиздат, 1957. – 142 с.
7. Бетехтин А.Г.
Минералогия / А.Г. Бетехтин. – М.: Наука, 1978. – 255 с.
8. Болт Б.А.
В глубинах Земли: о чем рассказывают землетрясения / А.Б. Болт. – М.: Наука, 1984. – 142 с.
9. Болт Б.А.
Землетрясения / Б.А. Болт. – М.: Наука, 1981. – 318 с.
10. Бронштейн В.А.
Гипотеза о звездах и вселенной / В.А. Бронштейн. – М.: Наука, 1984. – 325 с.
11. Влодавец Г.В.
Вулканы Земли / Г.В. Влодавец. – М.: Наука, 1973. – 176 с.
12. Войткевич Г.В.
Геологическая хронология Земли / Г.В. Войткевич. – М.: Наука, 1984. – 435 с.
13. Войткевич Г.В.
Основы теории происхождения Земли / Г.В. Войткевич. – М: Недра, 1979. – 278 с.
14. Володарский Г.П.
Карст Иркутского амфитеатра / Г.П. Володарский. – М.: Наука, 1975. – 134 с.
15. Гвоздецкий Н.А.
Карст / Н.А. Гвоздецкий. – М.: Наука, 1981. – 156 с.
16. Горшков Г.П.
Земная кора и ее движения / Г.П. Горшков. – М.: Знание, 1970. – 112 с.
17. Дворов И.М.
Геотермальная энергетика / И.М. Дворов. – М.: Наука, 1984. – 167 с.
18. Дворов И.М.
Освоение внутриземного тепла / И.М. Дворов. – М.: Наука, 1984. – 193 с.
19. Джоплин Д.Л.
Определение возраста Земли / Д.Л. Джоплин. – М.: Мир, 1976. – 256 с.
20. Драгоценные и поделочные камни как полезные ископаемые
. – М.: Наука, 1973. 268 с.
21. Друянов В.А.
Загадочная биография Земли / В.А. Друянов. – М.: Недра, 1981. – 145 с.
22. Живаго Н.В. и др
. Геоморфология с основами геологии / Н.В. Живаго и другие. – М.: Недра, 1971. – 275 с.
23. Звонков В.В.
Водная и ветровая эрозия Земли / В.В. Звонков. – М.: Наука, 1962. – 168 с.
24. Кан С.И.
Океан и атмосфера / С.И. Кан. – М.: Наука, 1982. – 245 с.
25. Карпов Г.А.
В кальдере вулкана / Г.А. Карпов. – М.: Наука, 1980. – 230 с.
26. Карцев А.А., Вагин С.Б.
Невидимый океан / А.А. Карцев, С.Б. Вагин. – М.: Недра, 1973. – 340 с.
27. Качинский Н.А.
Почва, ее свойства и жизнь / Н.А. Качинский. – М.: Наука, 1975. – 140 с.
28. Лебединский В.И.
Вулканы и человек / В.И. Лебединский. – М.: Недра, 1967. – 265 с.
29. Лебединский В.И.
Вулканическая порода Великой равнины / В.И. Лебединский. – М.: Наука, 1973. – 189 с.
30. Лебединский В.И., Кириченко Л.П.
Камень и человек / В.И. Лебединский, Л.П. Кириченко. – М.: Наука, 1974. – 216 с.
31. Леонтьев О.К.
Морская геология / О.К. Леонтьев. – М.: Наука, 1982. – 340 с.
32. Лосев Н.С.
Антарктический ледниковый покров / Н.С. Лосев. – М.: Наука, 1982. – 254 с.
33. Магницкий В.А.
Внутреннее строение и физика Земли / В.А. Магницкий. –М.: Недра, 1965. – 345 с.
34. Маракушев А.А.
Вулканизм Земли. Природа / А.А. Маракушев. – 1984. - №9.
35. Маракушев А.А. и др.
Петрография / А.А. Маракушев. – М.: Изд-во МГУ, 1976. – 355 с.
36. Милишев В.А.
Алмаз. Легенды и действительность / В.А. Милишев. – Л.: Недра, 1981. – 250 с.
37. Монин А.С.
Популярная история Земли / А.С. Монин. – М.: Наука, 1980. – 223 с.
38. Никитин Ю.В.
Поделочные камни и их обработка / Ю.В. Никитин. – Л.: Наука, 1979. – 270 с.
39. Никонов А.А.
Землетрясение. Прошлое, современность, прогноз / А.А. Никонов. – М.: Знания, 1984. – 214 с.
40. Орлов Ю.А.
В мире древних животных / Ю.А. Орлов. – М.: Наука, 1968. – 315 с.
41. Орлов Ю.А.
Минералогия алмаза / Ю.А. Орлов. – М.: Наука, 1973. – 450 с.
42. Петров В.П.
Рассказы о драгоценных камнях / В.П. Петров. – М.: Наука, 1985. – 235 с.
43. Петтиджон Ф.И. и др
. Пески и песчаники / Ф.И. Петтиджон и другие. – М.: Мир, 1976. – 235 с.
44. Плотников Н.И.
Подземные воды – наше богатство / Н.И. Плотников. – М.: Недра, 1976. – 340 с.
45. Раабен М.Е.
Оледенение в истории Земли. Природа, 1976. -№ 4.
46. Резанов И.А.
Земная кора / И.А. Резанов. – М.: Наука, 1974. -350 с.
47. Резанов И.А.
Происхождение океанов / И.А. Резанов. – М.: Наука, 1979. – 280 с.
48. Рженицын Н.А.
Морфологические и гидрологические закономерности строения речной сети / Н.А. Рженицин. – Л.: Гидрометиздат, 1960. – 245 с.
49. Рудич К.Н.
Вдоль огненной гряды / К.Н. Рудич. – М.: Наука, 1978. – 134 с.
50. Рудич К.Н.
Каменные факелы Камчатки / Н.К. Рудич. – Новосибирск: Наука, 1974. – 243 с.
51. Самсонов Я.Н., Туринте А.П.
Самоцветы СССР / Я.Н. Самсонов, А.П. Туринте. – М.: Недра, 1984. – 355 с.
52. Соколов Д.С.
Основные условия развития карста / Д.С. Соколов. – М.: Мысль, 1962. – 277 с.
53. Степанов В.Н.
Мировой океан / В.Н. Степанов. – М.: Наука, 1974. – 365 с.
54. Тарлинт Д., Тарлинт М.
Движущие материки / Д. Тарлинт, М. Тарлинт. –М.: Мир, 1973. – 435 с.
55. Унксов В.А.
Тектоника плит / В.А. Унксов. – Л.: Наука, 1981. – 435 с.
56. Ферсман Л.Е.
Рассказы о самоцветах / Л.Е. Ферсман. – М.: Наука, 1974. – 134 с.
57. Флоренсов Н.А.
Загадки земной коры / Н.А. Флоренсов. – Иркутск, 1984. – 321 с.
58. Хромовских В.С., Никонов А.А.
По следам сильных землетрясений / В.С. Хромовских, А.А. Никонов. – М.: Наука, 1984. – 277 с.
59. Чикишев А.Г.
Карст Русской равнины / А.Г. Чикишев. – М.: Наука, 1978. – 335 с.
60. Чикишев А.Г.
Пещеры на территории СССР / А.Г. Чикишев. – М.: Наука, 1973. – 354 с.
61. Швецов М.С.
Петрография осадочных пород / М.С. Швецов. – М.: Госгеолтехиздат, 1958. – 355 с.
62. Ясманов Н.А.
Современная геология / Н.А. Ясманов. – М.: Недра, 1987. -340 с.
63. Яновский Б.М.
Земной магнетизм / Б.М. Яновский. – Л.: изд-во ЛГУ, 1978. – 425 с.
64. Базаржанов А.Д. и др.
Геомагнитные вариации и бури / А.Д. Базаржанов. –Новосибирск: Наука, 1979. – 270 с.
65. Гульельми А.В., Троицкая В.А.
Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы / А.В. Гульельми, В.А. Троицкая. – М.: Наука, 1973. – 267 с.
66. Калинин Ю.Д.
Вековые геомагнитные вариации / Ю.Д. Калинин. – Новосибирск: Наука, 1984. – 342 с.
67. Почтарев В.И.
Нормальное магнитное поле Земли / В.И. Почтарев. – М.: Наука, 1984. - 367 с.
68. Ушаков С.А., Красс М.С.
Сила тяжести и вопросы механики недр Земли / С.А. Ушаков, М.С. Красс. – М.: Недра, 1972. – 167 с.
69. Грушинский Н.П., Грушинский А.Н.
В мире сил тяготения / Н.П. Грушинский, А.Н. Грушинский. – М.: Недра, 1978. – 270 с.
70. Кропоткин П.Н. и др.
Аномалии силы тяжести на материках и океанах и их значение для геотектоники / П.Н. Кропоткин П.Н. и другие. – М.: МГУ, 1958. – 234 с.
71. Аверьянов А.А.
Как остановить овраг? «Химия и жизнь», №7, 1977. с.35-39
72. Бялобжесский Г.В.
Дорога и грозные явления природы / Г.В. Бялобженский. – М.: «Транспорт», 1969. – 75 с.
73. Зисканд М.С.
Декоративно-облицовочные камни / М.С. Зисканд. – М.: Недра, 1989. – 265 с.
74. Осколков В.А.
Облицовочные камни месторождений СССР / В.А. Осколков. – М.: Недра, 1991. – 345 с.
75. Миловский А.В., Кононов О.В.
Минералогия / А.В. Миловский, О.В. Кононов. – М.: Наука, 1982. – 314 с.
76. Мейсон Б.
Метеориты / Б. Мейсон. – М.: Мир, 1965. – 254 с.
77. Кринов Е.Л.
Небесные камни / Е.Л. Кринов. – М.: Мир, 1961. – 275 с.
78. Общее мерзловедение
. – Новосибирск, Наука, 1974. – 345 с.
79. Шербина В.В.
Основы геохимии / В.В. Щербина. – М.: Недра, 1972. – 345 с.
80. Молэн П.А.
Охотники за тайфунами / П.А. Молэн. – М.: Мир, 1967. – 250 с.
81. Наливкин Д.В.
Ураганы, бури и смерчи / Д.В. Наливкин. – Л.: Наука, 1969. – 220 с.
82. Баранников А.Г.
Геология и разведка россыпных месторождений / А.Г. Баранников. – Свердловск: СНГ, 1984. – 380 с.
83. Учитель М.С.
Разведка россыпей / М.С. Учитель. – Иркутск: ИГУ, 1987. – 265 с.
84. Россыпные месторождения России и других стран СНГ
. – М.: Научный мир, 1997. – 365 с.
85. Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н.
Геология месторождений поделочных камней / Е.Я. Киевленко, Н.Н. Сенкевич. – М.: Недра, 1976. – 365 с.
86. Годовиков А.А., Рипинен О.И., Моторин С.Г
. Агаты / А.А. Годовиков, О.И. Рипинен, С.Г. Моторин. – М.: Недра, 1987. – 265 с.
87. О’Донохью М.
Кварц / М. О’Донохью. – М.: Мир, 1990. – 285 с.
88. Корнилов Н.П., Солодова Ю.П.
Ювелирные камни / Н.П. Корнилов, Ю.П. Солодова. – М.: Недра, 1986. – 345 с.
89. Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н., Гаврилов А.П.
Геология месторождений ювелирных камней / Е.Я. Киевленко, Н.Н. Сенкевич, А.П. Гаврилов. – М.: Недра, 1974. – 378 с.
90. Кривенко В.В., Хмелевская А.В., Потебня Г.П.
Литотерапия / В.В. Кривенко, А.В. Хмелевская, Г.П. Потебня. – М.: Педагогика-Пресс, 1994. – 360 с.
91. Киевленко Е.Я.
Оценка и поиски месторождений драгоценных и поделочных камней / Е.Я. Киевленко. – М.: Недра, 1976. – 315 с.
92. Гинзбург А.И., Тимофеев И.Н., Фельдман Л.Г.
Основы геологии гранитных пегматитов / А.И. Гинзбург, И.Н. Тимофеев, Л.Г. Фельдман. – М.: Недра, 1976. – 450 с.
Приложение 1