Головна » Статті » Теорія географії » Геологія [ Додати статтю ]

Фізико-діагностичні властивості мінералів та їх генезис
     Для визначення мінералів в польових чи лабораторних умовах необхідно навчитись чітко встановлювати ∙х основні діагностичні ознаки фізичні та деякі хімічні. Знання діагностичних ознак дозволяє з достатньою достовірністю визначити найбільш поширені мінерали не тільки у великих зразках, але й у тих випадках, коли вони присутні в породах у вигляді невеликих вкраплень, уламків тощо. Основними діагностичними фізичними ознаками мінералів є їх колір, блиск, твердість, спайність, злом, щільність, прозорість. Рідше використовуються магнітність, запах, смак тощо.

 Колір мінералів визначається ∙х хімічним складом, кристалічною структурою, механічними домішками. Розрізняють колір мінералів в кусках і в порошку. Справа в тому, що лише порівняно незначна кількість ∙х володіє постійним забарвленням (малахіт зелений, сірка жовта, кіновар червона), багато мінеральних видів різнобарвні (флюорит може бути жовтий, коричневий, рожевий, зелений, фіолетовий, безбарвний; кварц білий, чорний, димчастий, рожевий, зелений і т.д.). Тому надійнішою ознакою є колір порошку мінералу, або його риска. Колір риски визначають, потерши мінералом об шереховату поверхню фарфорової пластинки (бісквіта). Так, наприклад, колір риски різнобарвного флюориту завжди білий. Колір риски можна, однак, визначити лише для порівняно м'яких мінералів. Якщо ж твердість ∙х перевищує твердість бісквіту (5 ), то вони дряпають його, не залишаючи риски. Таким чином, для кожного мінералу встановлюють, по можливості, дві характеристики колір його в куску, який визначається візуально і колір риски. Остання характеристика особливо важлива для непрозорих, густозабарвлених мінералів, у прозорих і напівпрозорих різновидностей порошок, як правило, безбарвний, білий.

 Інколи на поверхні деяких мінералів (халькопірит, борніт) можна спостерігати характерну райдужну плівку п о б і ж а л і с т ь. Утворюється вона внаслідок окислення поверхні мінералів і може служити доброю діагностичною ознакою.
 
На поверхні деяких польових шпатів (лабрадор) часто спостерігаються голубуваті чи зеленкуваті переливи (іризація), обумовлені інтерференцією світла в ∙х поверхневих частинах.

 Блиск мінералів обумовлений відбиттям світла від їх поверхні. За блиском мінерали розділяються на дві групи. До першої відносяться мінерали з м е т а л і ч н и м чи н а п і в м е т а л і ч н и м (металовидним) блиском. Металічний блиск нагадує блиск поверхні свіжого металу. Так блищать самородні метали, сульфіди, деякі оксиди (пірит, галеніт, золото, магнетит та ін.). Це непрозорі мінерали з чорною чи темнозабарвленою рискою. Напівметалічний блиск (тьмяний металічний) характерний, наприклад, для графіту. Другу більш численну групу складають мінерали з неметалічним блиском. Тут розрізняються: а л м а з н и й блиск дуже сильний, характерний, для прозорих та напівпрозорих мінералів (алмаз, сфалерит); с к л я н и й блиск нагадує блиск поверхні скла, дуже поширений (кальцит, галіт, кварц на гранях кристалів); ж и р н и й поверхня мінералу видається ніби змазаною жиром, чи покрита жирною плівкою (нефелін, кварц на зломі); п е р л а м у т р о в и й нагадує блиск внутрішніх поверхонь черепашок деяких молюсків (слюда, гіпс); ш о в к о в и с т и й буває в мінералів, які утворюють голчасті, чи волокнисті агрегати (азбест, селеніт); в о с к о в и й блиск мають деякі мінерали з аморфною будовою (кремінь).

 Окремі мінерали, зокрема ті які утворюють землисті агрегати, взагалі не блищать, в цьому випадку їх блиск характеризують як м а т о в и й (піролюзит, лімоніт).

 Металічний блиск характерний для більшості рудоутворюючих мінералів, неметалічний типовий для породоутворюючих мінералів. Крім здатності відбивати світло, мінерали володіють і п р о з о р і с т ю тобто здатністю пропускати світло. За цією ознакою виділяють мінерали прозорі, напівпрозорі (як матове скло) і непрозорі. До останніх відносяться мінерали з металічним блиском.

 Однак майже всі мінерали, за виключенням деяких самородних, прозорі або просвічують в дуже тонких зрізах, шліфах, які використовуються для діагностики ∙х під мікроскопом. Деякі мінерали (ісландський шпат) виявляють подвійне світлозаломлення (здвоюють зображення, яке розглядається через них). Явище пояснюється тим, що світловий промінь, проходячи через кристал, поляризується, розпадається на дві хвилі, які поширюються в перпендикулярних напрямках з різною швидкістю.

 Під т в е р д і с т ю мінералів розуміють їх здатність протистояти зовнішній механічній дії (дряпанню, різанню, стиранню тощо). Вона зумовлена особливостями ∙х кристалічної структури.

 Німецький мінералог Ф.Моос запропонував десятибальну шкалу, в якій мінерали групуються у відповідності до їх відносної твердості. Шкалу назвали його іменем, або мінералогічною шкалою твердості. Вона складається із мінералів еталонів, з яких кожний наступний, тобто мінерал з вищим порядковим номером, дряпає кожний попередній, тобто залишає на ньому неглибокий слід.

 Мінерали з рівними значеннями твердості не дряпають один одного. Шкала Мооса відносна. З її допомогою можна встановити лише, який мінерал твердіший.

Шкала твердості мінералів (шкала Мооса з доповненнями)

Твер-дість

Мінерал-

еталон

Хімічна формула

мінералу – еталону

Побутовий замінник

мінералу-еталону

Твердість замінни­ка за шкалою Мооса

Твердість етало­ну за скелеро-метром, кг/мм2

1

Тальк

Mg3 (OH)2 [Si4O10]

М’який олівець

1,0 – 1,5

2,4

2

Гіпс

CaSO4*H2O

Ніготь людини

2,2 – 2,5

36

3

Кальцит

CaCO3

Бронзова монета

3,4 – 3,5

109

4

Флюорит

CaF2

 

 

189

5

Апатит

Ca5 [PO4]3 (Cl F)

Скло

5,0

536

6

Ортоклаз

K[AlSi3O8]

Сталевий ніж

5,5 – 6,0

795

7

Кварц

SiO2

Сталь (інструмент.).

7,5 – 8,0

1120

8

Топаз

Al2[SiO4] (F,OH)2

 

 

1427

9

Корунд

Al2O3

 

 

2060

10

Алмаз

C

 

 

10060



 Мінерали з твердістю 2 за Моосом умовно вважаються м'якими, з твердістю від 3 до середньої твердості і з твердість вище твердими. Для визначення твердості мінералів за Моосом слід гострими краями зразків дряпати по рівних, свіжих, не вивітрених поверхнях. В деяких мінералів, у зв'язку з особливостями будови кристалічної решітки, твердість може бути різною в різних напрямках (анізотропія). За відсутності шкали Мооса орієнтовну твердість мінералу можна визначити підручними засобами. Наприклад, можна скористатись олівцем (твердість графіту ), залізним цвяхом твердість 4, склом твердість 5, ножем твердість 5 , голкою твердість .

 Спайністю називають здатність мінералів розколюватись чи розщеплюватись по певних площинах, паралельних дійсним чи можливим граням кристала. Ці площини (п л о щ и н и с п а й н о с т і) як правило гладкі, блискучі, утворюються внаслідок неоднакових сил зчеплення між певними плоскими сітками кристалічної решітки кристала. Розрізняють такі ступені спайності: ц і л к о м д о с к о н а л у мінерал розщеплюється пальцями на окремі гладкі пластини (слюди, гіпс, тальк); д о с к о н а л у мінерал при легкому ударі розколюється в одному чи декількох напрямках з утворенням рівних гладких поверхонь ( кальцит, галіт, галеніт); с е р е д н ю при ударі утворюються окремі уламки, обмежені рівними і нерівними поверхнями (польові шпати); н е д о с к о н а л у при розколюванні переважають уламки з нерівними поверхнями (апатит, берил, олівін); ц і л к о м н е д о с к о н а л у всі уламки мають нерівні поверхні (кварц, магнетит), тобто в даному випадку спайність відсутня взагалі.

 Деякі мінерали характеризуються спайністю в двох, трьох, чотирьох і шести напрямках. У такому разі вказують кути між площинами спайності.

 Площини спайності не треба плутати із гранями кристалів. Слід пам'ятати, що, по перше, площини спайності відрізняються сильнішим ніж на гранях блиском, свіжіші на вигляд, по друге, в мінералах зі спайністю існує, як правило, декілька паралельних площин спайності. У деяких мінералів на гранях видно штриховку (пірит, кварц), тоді як площини спайності завжди гладкі.

 Для мінералів з недосконалою чи цілком недосконалою спайністю важливою діагностичною ознакою може служити з л а м тобто характер поверхні нерівних уламків, на які мінерал розколюється при ударі. Найбільш поширеними видами злому є раковистий. Гладка випукла поверхня з концентричною ребристістю, що нагадує черепашку деяких молюсків (кварц); с к а б и с т и й характерний для стовпчастих чи волокнистих агрегатів деяких мінералів на поперечному сколі (рогова обманка, азбест); з е м л и с т и й характерний для тонкозернистих, пилуватих агрегатів (лімоніт); в о л о к н и с т и й (хризотил азбест);с х і д ч а с т и й з характерними сходоподібними уступами (галеніт); н е р і в н и й (нефелін, апатит) тощо.

 Щільність (питома вага) мінералів у повсякденній практиці визначається лише орієнтовно шляхом звичайного зважування на до лоні (в лабораторних умовах з допомогою гідростатичних ваг). Щільність мінералів, гірських порід коливається в основному в межах від до 20 г/см 53 . Важливо навчитись хоча б приблизно відносити мінерал до певної групи: легкі мінерали щільність до 2,5, середні до 4, важкі 4 ,дуже важкі більше 6 г/см3 . При певних навиках вдається досить легко відрізняти в крайньому випадку мінерали перших і останніх груп.

 Деяким мінералам властиві також такі ознаки як магнітність тобто здатність діяти на магнітну стрілку (магнетит), смак (галіт солоний, сильвін гіркуватий), запах (фосфорити при терті, сірка при горінні), ковкість (золото), жирність на дотик (тальк), гнучкість (слюди), горючість (сірка).

 З хімічних ознак діагностичне значення має реакція з 10% розчином соляної кислоти і розчинність в воді. Реакцію з 10% розчином HCl (або з столовим оцтом) дають мінерали групи карбонатів (скипання). Деякі мінерали (галіт, сильвін) можуть повністю або частково розчинятись в дистильованій воді.

Утворення мінералів (генезис).   В цілому всі мінерали за походженням можна розділити на дві групи: ендогенні та екзогенні. Перші формуються внаслідок склад них фізико хімічних процесів в надрах Землі, другі виникають як результат дії зовнішніх факторів в умовах земної поверхні та у верхній частині земної кори.

 Група ендогенних мінералів утворюється із магматичного розплаву при його вторгненні із верхньої мантії (астеносфери) в товщу порід земної кори та внаслідок взаємодії із цими породами. Тобто процесами, що визначають ендогенне мінералоутворення, є магматизм і метаморфізм.  На поверхні Землі ендогенні мінерали стають нестійкими. Під дією процесів хімічного вивітрювання формуються кори вивітрювання, головну роль у яких відіграють новоутворені мінерали (каолін, малахіт, лімоніт, боксит тощо).

 Велика група мінералів утворюється шляхом хімічного осадження на дні водойм: озер, морів, лагун, боліт. Так формуються кальцит, доломіт, опал, гіпс, галіт тощо.

 Багато мінералів, внаслідок утворення в одних і тих же умовах, в природі зустрічаються спільно. Таке явище називають п а р а г е н е з и с о м. При різних типах процесів мінералоутворення формуються свої парагенетичні ряди, що має дуже важливе значення при пошуках родовищ корисних копалин. Наприклад, у хромітових родовищах Південного Уралу магматичного походження постійно присутні також олівін і платина. В пегматитових родовищах Уралу характерною є асоціація : димчастий кварц, ортоклаз, топаз, турмалін. Прикладом гідротермального мінералоутворення є так звані поліметалічні руди мінерали свинцю, цинку, срібла відомі на Алтаї, Кавказі. Для екзогенного Солікамського родовища характерний парагенезис галіту, сильвіну, гіпсу. Таким чином знання парагенетичних зв'язків дозволяє спеціалістам проводити пошуки багатьох цінних мінералів за ∙х супутниками. Наприклад, при відкритті корінних родовищ алмазів у Якутії (Республіка Саха) був використаний супутник алмазу піроп.


Література:

1.    Булах А.Г. Характеристика и диагностические свойства минералов. Л., изд во ЛГУ,1985.
2.    Годовиков А.А. Введение в минералогию. Новосибирск, Наука, 1973.
3.    Миловский А.В., Кон 0о нов О.В. Минералог 0и я. М., 1983.
4.    Лазаренко Є.К. Курс мінералогі∙. К., Вища школа, 970.
5.    Лазаренко Є.К., Сребродольський Б.Г. Мінералогія Поділля. Львів, вид во ЛДУ, 1969.
6.    Лазаренко Е.К., Панов Б.С., Гурба В.И. Минералогия Донецкого бассейна. К., Наукова думка, 1975.
7.    Поваренных А.С., Оноприенко В.И. Минералогия: прошлое, настоящее, будущее. К., Наукова думка, 1985.
8.    Смит Г. Драгоценные камни. М.,Мир,1980.
9.    Ферсман А.Е. Геохимия. М., изд во АН СССР, 1959.
10.    Шуман В. Мир камня. т.І. Горные породы и минералы., т.ІІ.Драгоценные и поделочные камни. М., Мир, 1986.
11.    Юшкин Н.П., Шафрановский И.И., Янулов К.П. Законы симметрии в минералогии. Л., Наука,1987.


Фото: wiki.web.ru
Джерело: Література
Категорія: Геологія | Додав: wiktor (27.01.2011) W
Переглядів: 6678 | Теги: визначення мінералів, генезис, властивості мінералів, шкала Мооса | Рейтинг: 0.0/0
Матеріали по темі:
Всього коментарів: 0
avatar