Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» icon

Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія»




НазваКонспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія»
Сторінка1/7
Дата конвертації01.06.2013
Розмір0.56 Mb.
ТипКонспект
  1   2   3   4   5   6   7


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА


Леонід Скакун

Мінералогія


Конспект лекцій

Частина 2

Систематична мінералогія
Прості речовини, сульфіди, оксиди



ЛЬВІВ

Видавничий центр

ЛНУ ім. Івана Франка

2001


Скакун Л.З. Мінералогія. Конспект лекцій . Ч. 2. – Львів: Видав-ничий центр ЛНУ ім. Івана Франка, 2002. – 51 с.


В даному посібнику подається послідовність викладу матеріалу в лекційному курсі по темах «Прості речовини», «Сульфіди та їхні аналоги» та «Оксиди». Відзначені основні питання та проблеми, на які потрібно звернути увагу при самостійному опрацюванні курсу та детально розглянути питання, що недостатньо висвітлені у рекомендованих підручниках.

Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія».


Рецензенти:

доктор геолого-мінералогічних наук,

професор О.І.Матковський

кандидат геолого-мінералогічних наук,

доцент І.Т.Бакуменко


Редактор М.М.Мартиняк


© Скакун Л.З., 2002
^

Декілька попередніх зауважень


У цій книзі матеріали наведено за порядком їх викладання у курсі «Мінералогія» для бакалаврів спеціальності «Мінералогія, геохімія» геологічного факультету в третьому – четвертому семестрах. Матеріал згрупований за темами.

Наведений список літератури із зазначеними сторінками дасть змогу відшукати необхідну інформацію для самостійного вивчення теми.

У кожній темі коротко викладено головні положення лекцій, а детально – матеріал, якого нема в широкодоступних підруч-никах, наведено також довідкові дані у вигляді таблиць та рисунків.

Питання, винесені на іспит, виділені у тексті так:
^

Самородні неметали: загальна характеристика


Проблеми та терміни, на які потрібно звернути увагу, виділено товстим курсивом, а вказівки стосовно самостійної роботи – світлим курсивом. Назви головних мінералів, діагностичні властивості яких необхідно знати, виділені товстим підресленим шрифтом.

^ Позначення, використані в тексті:

ІД – ізоморфні домішки у мінералі

КЧ – координаційне число

Сингонії

куб.с. – кубічна; тетр. с. – тетрагональна;

гекс. с. ­ – гексагональна; ромб. с. – ромбічна;

триг. с. – тригональна; мон. с. - моноклінна;

трикл. с. – триклінна.




^ Систематична мінералогія



Принципи систематики мінералів. 

Класифікації Г. Штрунца, Дж. Дена, І. Костова, Є. Лазаренка, О. Годовікова


Таблиця 1

Критерії систематики мінеральних видів

  • Хімічний склад

    • самородні елементи, прості речовини

    • сульфіди

    • оксиди

    • силікати

    • галоїди, карбонати та інше

  • Тип хімічного зв’язку

    • Переважно металевий та металево-ковалентний

    • Металево-ковалентний та іонно-ковалентний, зрідка із залишковим типом зв’язку

    • Іонно-ковалентний і ковален-тно-іонний

    • Ковалентно-іонний та іонний

  • Однорідність хімічних зв’язків

    • гомодесмічні

    • гетеродесмічні

(наприклад, сульфіди та сульфосолі, оксиди та оксисолі, галоїди та галогеносолі)

  • Тип кристалічної структури

    • Координаційні

    • Острівні

    • Ланцюжкові

    • Шаруваті

    • Каркасні




Класифікаційні таксони в мінералогії: типи – класи – групи – родини – види.


Послідовність типів

самородні метали  напівметали  неметали  халькогенні кисневі  галогенні мінерали

є відображенням зміни типу зв’язку, що домінує,

металевий  металево-ковалентний  іонно-ковалентний  ковалентно-іонний  іонний.


^

Тема 6. Тип простих речовин
(самородних елементів)



Література для самостійного вивчення:

  1. Лазаренко Є.К. Курс мінералогії. – К.: Вища школа, 1970. С. 164–190.

  2. Годовиков А.А. Минералогия. - М.: Недра, 1983. С. 16 – 50.

  3. Хёрблат К.., Клейн К. Минералогия по системе Дена. – М.: Недра, 1982. С.261-–288.



Серед простих речовин виділяють:

  • самородні метали та інтерметаліди Au, Pt, Ir, Os, Pd, Ru, Rh, Ag, Cu, Fe, Ni, Hg, Pb, Zn, Al, Co, Sn, In, Cd;

  • самородні напівметали Bi, As, Sb, Se, Te;

  • самородні неметали S, C, Si, Ge.

Самородні метали та неметали розмежовують за природою хімічного зв’язку в кристалічній структурі. Межа між ними залежить від розміру енергетичної щілини між s- і p-орбіталями (у металах s- і p-орбіталі перекриваються; у неметалах енергетична щілина між ними виражена або ж орбіталі гібридизуються).

^

Самородні метали та інтерметаліди: загальна характеристика


Найпоширенішими самородними металами є Au, Ag, Cu, мінерали-платиноїди (Pt, Ir, Os, Pd, Ru, Rh), залізо (у сплавах з Ni та Co). Зрідка, у вигляді поодиноких дрібних виділень, трапляються Pb, Sn, In, Hg, Cd, Zn, Al.

^ Особливості хімічного складу. Самородні метали зрідка трапляються в чистому вигляді, частіше це сплави (невпорядковані тверді розчини) декількох елементів із обмеженою або повною змішуваністю типу (Pt, Fe, Ni), (Os, Ir, Ru), (Au, Ag) (детальна характеристика декількох рядів твердих розчинів). Поряд з цим є упорядковані тверді розчини з переходом до інтерметалевих сполук, характерних для платиноїдів із Bi, Pb, Sn, Cu, Au (приклади). Виділенням самородних металів властиві структури розпаду твердих розчинів (приклади).

Особливості структури. Гомодесмічність, кубічний тип упаковки. Електро- і теплопровідність, здатність відбивати світло (металевий блиск).

^ Умови формування. Платиноїди формуються за умов магматичного (Pt, Os, Ir) або гідротермального (Pd) процесів. Решта самородних мінералів формуються в умовах взаємодії магми, гідротермального розчину чи ґрунтових вод із сильними відновниками, такими як:

  • мінерали-сульфіди – утворення самородного срібла шляхом його відновлення на арсенідах Co, Ni, Fe; мідь, срібло, золото в зоні окиснення сульфідних тіл;

  • ультраосновні породи – як наслідок серпентинізації олівіну із утворенням магнетиту (для Fe, Ag, Au);

  • органічна речовина.
^

Група самородного заліза


Мінерали цієї групи відрізняються співвідношенням Fe і Ni. Крайні члени: самородне залізо та самородний нікель. За походженням розрізняють:

Телуричні (земні)

Метеоритні

ферит Fe (до 6 ат. % Ni) аваруїт Ni3Fe (Ni = 73-92ат.%)

камасит Fe (~ 6 ат. % Ni)

теніт Fe (понад 24 ат. % Ni)

 Залежність розчинення в кислотах від вмісту Ni.

^ Форми виділення і кристаломорфологія. Виділення неправильної форми та округлі зерна, плівки й дендрити. Зрідка самородки масою до 20 тонн (у базальтах острова Діско біля Ґренландії); можливі дрібні кристали кубічного (для фериту) й октаедричного (для аваруїту) габітусу. Для метеоритів характерні відманштетові структури – пластини камаситу, зцементовані тенітом.

Фізичні властивості. Зміна властивостей зі зміною складу: колір, спайність, магнетні властивості, густина. 

^ Діагностика та відмінності від інших мінералів. Від платиноїдів відрізняється майже постійною плівкою оксидів та гідроксидів заліза. Метеоритне та телуричне залізо розрізняють за відманштетовими структурами.

 ^ Умови формування, типові первинні та вторинні асоціації. Телуричне залізо пов’язане переважно із базальтовою магмою. Часто формування телуричного заліза пов’язується із відновленням магми внаслідок взаємодії із вуглецем органічного походження в товщах, що містять базальти (бітумінозні лупаки острова Діско, Ґренландія; прошарки вугілля, що їх перетинають тіла базальтоїдів, Красноярський край, Росія). Іноді мікроскопічні зерна  фериту та аваруїту виникають унаслідок серпентинізації ультраосновних порід (в асоціації з піротином, магнетитом, графітом). Виділення фериту утворюються в болотних рудах шляхом відновлення окисного заліза органічною речовиною.
^

Група платиноїдів


Група платиноїдів охоплює близько 20 мінеральних видів самородних металів та сплавів складу (Pt,Pd,Os,Ir,Ru,Rh,Fe,Ni,Cu), із значними коливаннями співвідношень металів та частими проявами розпаду твердих розчинів. Часто є домішки Ag, Hg, Sn, Pb, Bi, Sb, As, Te.

^ Головні мінеральні види: поліксен (Pt,Fe) (до 20 ат. % Fe), тетрафероплатина PtFe (37-55 ат. % Fe), осмірид (Os,Ir), паладиста платина (Pt,Pd). Різноманітність платиноїдів.

Форми виділення і кристаломорфологія. Рідкісність ідіоморфних індивідів. Зерна неправильної форми.

^ Фізичні властивості. Варіації властивостей у платиноїдів. Платина і паладій пластичні; домішка іридію робить мінерал крихким. Твердість 4,0 - 4,5; домішки іридію підвищують твердість до 6-7. Густина 11-19 у поліксену до 22 в сплаву (Ir,Pt). Залізиста платина магнетна. 

^ Відмінності від інших мінералів. Поведінка в кислотах.

Умови формування, типові первинні та вторинні асоціації.

Мінерали платини знаходять головно в: 

  1. ультраосновних породах у вигляді вкраплень та прожилків у породі в асоціації поліксен+хроміт+титано-магне-

    тит+олівін+піроксен) (Урал; риф Мірінскі, комплекс Бушвельд, Південна Африка);

  2. мідно-нікелевих рудах лікваційного типу – вкраплення й прожилки в сульфідних рудах. Асоціація: поліксен, інтерметаліди Pt з Bi, Sn, Pb, Sb, спериліт PtAs2 , халькопірит, піротин, пентландит (Седбері, Канада; Норильськ, Росія);

  3. гідротермальних утвореннях в асоціації із халькопіритом та борнітом у габровому масиві Конго Дем у С’єра-Леоне.

Стійкість платиноїдів у гіпергенних умовах.
^

Група  самородної міді  (Cu, Au, Ag)


Самородна мідь Cu    

Хімічний склад і структура. ІД: Zn (до 35%), Ag (до 8%), Au (до 3%), As (до 3%).

Форми виділення і кристаломорфологія. Дендрити. Фізичні властивості.

Діагностика. Легко розчиняється в HNO3 (розчин голубого кольору); червоні, чорні, голубі та зелені вторинні продукти.

Значення. До 10% світового видобутку міді (район оз. Верхнє в Канаді та США, Болівія).

^ Умови формування, типові первинні та вторинні асоціації.

У гіпергенних умовах:

  • у зоні окиснення сульфідних руд в асоціації із купритом, теноритом, малахітом;

  • в осадових породах, де мідь осаджується на органічній речовині (торфовики, чорні глини Ель-Болео, Каліфорнія; у пісковиках із халькозином, арсенідами, гіпсом, кальцитом, баритом, целестином (район Корокоро, Болівія, площею до 30 000 км2 ).

^ У гідротермальних умовах:

  • мідь у базальтових лавах в асоціації з цеолітами, кварцом, кальцитом, пренітом, хлоритом, епідотом, гематитом (п-ів Ківіно, оз. Верхнє, Канада; Волинь);

  • самородна мідь у гідротермальних жилах.

Накопичується в розсипищах. Типові вторинні мінерали: куприт, тенорит, малахіт, азурит, хризокола.


Самородне золото (Au,Ag) - електрум (до 10-15% Ag)  

У системі Au-Ag тверді розчини стійкі при температурі понад 200°С, при нижчих температурах стабільні інтерметаліди типу Au3Ag - Ag3Au, кюстеліт Au2Ag3 . При низьких температурах тверді розчини Au-Cu є нестабільними, що веде до появи інтерметалідних мінералів Cu3Au, CuAu, Cu9Au, Cu5Au2, CuAu4купроаурит (Au,Cu).

^ Хімічний склад. Вміст Au 98-99% або менше. Головна домішка – Ag; крім того відомі високі концентрації Bi, Pt, Cu, Pd, Rh, Ir, Fe, Hg. Порпецит (Au,Pd).

Форми виділення. Найбільші самородки. ^ Фізичні властивості. Зміна кольору та блиску залежно від складу.

Діагностика та відмінності від інших мінералів (від піриту, халькопіриту). Значення.

^ Умови формування, типові асоціації. Переважно золото пов’язане з гідротермальним процесом у широкому інтервалі умов (від високо- до низькотемпературних) у постійній асоціації із кварцом, піритом, халькопіритом, арсенопіритом, бляклими рудами, енаргітом, сфалеритом, галенітом, мінералами бісмуту, телуру.  Приклади родовищ. Золото накопичується в зонах окиснення сульфідних родовищ, де воно формується в асоціації з купритом, гетитом, халькозином.

Самородне срібло Ag

Хімічний склад. Вміст Ag досягає 98-99%. Найпоширеніші домішки: Au (1-2%), Hg (до 60%), Sb (до 11%), Bi (до 5%), As, Fe, Zn і Cu (до 1%). Відомі інтерметаліди  Ag5Hg8, Ag6.2Cu0.75Bi.

^ Форми виділення. Найтиповіші тут дротики і сплутано-дротяні маси (Фрайберґ, Німеччина). Кристали трапляються зрідка. Фізичні властивості. Колір сріблясто-білий; на повітрі поступово тьмяніє і вкривається чорними сульфідами. Діагностика та відмінності від інших мінералів (платини).

^ Значення. Умови формування, типові первинні (гідротермальні – поліметалеві руди та руди п’ятиелементної формації) і вторинні асоціації. Приклади родовищ.

^

Самородні напівметали As, Sb, Bi


Тверді розчини As-Sb при 500°С, що розпадаються нижче 350°С. Неперер­вні тверді розчини Bi-Sb і обмежена взаємна розчинність Bi-As.

Кристалізуються в тригональній сингонії. Основа структури – двошарові макромолекули.

Самородний бісмут Bi

ІД: As, Ag, Cu, Fe, Sn, Zn, S, Te.

Форми виділення. Ксеноморфні грубокристалічні виділення між кристалами кварцу, крапле- та паляницеподібні утворення, дендрити, дрібнозернисті агрегати. Кристали рідкісні.

^ Фізичні властивості. Колір сріблясто-білий, виразно рожевуватий на свіжому зламі, швидко тьмяніє, стає жовтуватим, коричнюватим. Крихкий, досконала спайність по пінакоїду, окремість. Часто утворює полісинтетичні двійники, твердість 2,5. Густина 9,7-9,8. Плавиться при 270°С.

^ Умови формування: гідротермальний високотемпературний у пегматитах, ґрейзенах, скарнах; у великих кількостях наявний у каситерит-вольфраміт-кварцових, каситеритових та поліметалевих жилах (самородки до 100 кг – Тасна, Болівія). Самородний бісмут асоціює із каситеритом, золотом, бісмутином, телуридами та сульфосолями Bi. Низькотемпературний бісмут у вигляді дендритів поширений у жилах п’ятиелементної формації (Яхимов, Чехія; Кобальт, Канада).

Накопичується в розсипищах. Типові жовті та білі продукти гіпергенних змін.

Самородний арсен As

Типовим є ряд твердих розчинів із Sb; алемонтит – до 15 % Sb. Часто спостерігають структури розпаду твердих розчинів.
ІД: Fe, Ni, Hg, S.

^ Форми виділення. Дрібнозернисті, коломорфні,натічні агрега-ти (шкаралупчасті, радіально-променисті).

Фізичні властивості. Колір сріблясто-білий, швидко чорніє; блиск металевий; крихкий; досконала спайність по пінакоїду; окремість. Часто утворює полісинтетичні двійники. Твердість 3,5. Густина 5,5-5,8.

Діагностика:  чорніє на повітрі, висока густина, запах часнику в разі удару.

Умови формування: гідротермальний, звичайно в жилах п’яти-елементної формації (Яхимов, Чехія; Сант-Андреас, Німеччина).
^

Самородні неметали


Самородні неметали – S, Se, Te, C, Si. Все це дуже чисті мінерали, за винятком вулканічної сірки, в якій знайдені значні домішки Se.

Структура переважно молекулярна (за винятком алмазу й кремнію).

^ Умови формування. Звернути увагу на реакційну здатність мінералів.

Самородна сірка S

Структура молекулярна острівна – кільцеві молекули S8, пов’язані залишковими зв’язками. Поліморфні модифікації і параметри перетворень. Типові домішки Se.

^ Форма виділень та кристаломорфологія. Плоскогранні та скелетні кристали. Порошкуваті, зливні, натічні маси.

Фізичні властивості. Колір яскраво-жовтий – коричневий – червонуватий – чорний.

Вулканічна сірка – зеленкувато-жовта. Відома біла та голуба сірка. Блиск скляний до масного.

Походження

  • вулканічне: сольфатарна сірка (на родовищі Матсуо, Японія запаси 50 млн. т); вилив сольфатарної сірчаної лави на вулкані Сіретоко-Йосан (Японія); лавовий потік біля Мауна-Лоа, Гаваї;

  • у зоні окиснення сульфідних родовищ;

  • біогенно-осадове (асоціація з гіпсом, галітом, баритом, целестином).
^
Родина самородного вуглецю С

П’ять мінеральних видів: діамант (алмаз), графіт, карбін, лонсдейліт, чаоїт.

Графіт формується за умов низьких тисків, алмаз – в умовах високих тисків, решта видів – за умов надвисоких тисків у зонах ударного метаморфізму (в імпактних кратерах). Аморфна відміна самородного вуглецю – шунгіт.

Графіт

Особливості структури. Політипи: гексагональний 2H та тригональний 3R.

Фізичні властивості. Діагностика та відмінності від молібденіту.

Походження магматичне, метаморфічне, гідротермальне, контактово-метаморфічне по вугіллі в трапах. Зміна параметра с елементарної ґратки залежно від температури.

Діамант (алмаз)

Структура координаційна. Незначні домішки H, B, N, O.

Кристаломорфологія. Діаманти з оболонкою. Відміни – борт, балас, карбонадо. Розмір кристалів, карат. Великі діаманти та мікродіаманти.

^ Фізичні властивості. Безбарвний або слабо забарвлений. Природа забарвлення: 1) радіаційне (жовте, пов’язане із входженням в структуру атомів N; вишнево-димчасте – входження атомів B); 2) псевдохроматичне (рожеве, що виникає унаслідок пластичної деформації; зелене у випадку включень сульфідів; чорне).

^ Найбільші родовища. Походження: кімберліти; метакімберлітові та пікритові дайки; високобаричні метаморфізовані породи Казахстану, Норвегії, Китаю. Розсипища діамантів. Штучне отримання діамантів.


  1   2   3   4   5   6   7



Схожі:

Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій для студентів спеціальності ксм
Операційні системи. Конспект лекцій для студентів спеціальності ксм денної та заочної форми навчання. / проф. Бурчак І. Н., Здолбіцький...
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій Частина 1
Скакун Л. З. Мінералогія. Конспект лекцій. Ч. – Львів: Видавничий центр лну ім. Івана Франка, 2002. – 82 с
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій Частина 3
Скакун Л. З. Мінералогія. Конспект лекцій. Ч. – Львів: Видавничий центр лну ім. Івана Франка, 2003. – 121 с
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій з дисципліни "Міжнародна економіка" для студентів спеціальності «Облік і аудит»
Конспект лекцій з дисципліни “Міжнародна економіка” для студентів спеціальності «Облік І аудит» /М. В. Яковенко. Олександрія: кіруе,...
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій " Податковий контроль" для студентів спеціальності 050106 "Облік і аудит"
Допускається за рішенням методичної комісії економічного факультету Миколаївського державного університету від 16 жовтня 2007 р протокол...
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій з курсу «Мікроекономіка» для студентів-заочників
Опорний конспект лекцій з курсу «Мікроекономіка» для студен­тів-заочників усіх спеціальностей / Укл. В. Є. Москалюк. — К.: Кнеу,...
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій з дисципліни «безпека життєдіяльності» для студентів 3 курсу денної та заочної форм навчання спеціальностей
Конспект лекцій з дисципліни „Безпека життєдіяльності” для студентів 3курсів денної та заочної форм навчання спеціальностей
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconКонспект лекцій з дисципліни " основи дискретної математики" для студентів денної форми навчання спеціальності
У 1904-1908 рр. Е. Цермело сформулював першу систему аксіом теорії множин. Ця теорія давала можливість створення метамови математики,...
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconПрограма для студентів спеціальності 0304 "Міжнародні відносини" напряму "Міжнародне право" Затверджено
України " є нормативним курсом для студентів спеціальності '60304 "Міжнародні відносини" напряму "Міжнародне право". Викладається...
Конспект лекцій призначається для студентів бакалаврського рівня спеціальності «Мінералогія, геохімія» iconПрограма для студентів спеціальності "Міжнародне право" Затверджено
Дисципліна “Міжнародна інформація” є базовою нормативною дисципліною для спеціальності “міжнародне право”, що викладається на ІV...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи