Голубова Н.В. Диагностика минералов

Подождите немного. Документ загружается.

Нередко разно ориентированные плоскости спайности в одном и том же

минерале различаются по степени совершенства. Так, у гипса имеются три на-

правления спайности: по одному - спайность весьма совершенная, по другому

- средняя и по третьему - несовершенная.

Трещины отдельности, в отличие от спайности, являются более грубыми

и не вполне плоскими; чаще всего ориентированы поперек удлинения минера-

лов.

Излом. У минералов с несовершенной спайностью существенную роль в

диагностике играет излом - раковистый (кварц, пирохлор), занозистый (у само-

родных металлов), мелкораковистый (пирит, халькопирит, борнит), неровный и

др.

Твердость, или степень сопротивления минерала внешнему механиче-

скому воздействию. Наиболее простой способ ее определения - царапание од-

ного минерала другим. Для оценки относительной твердости принята шкала

Мооса, представленная 10 минералами, из которых каждый последующий ца-

рапает предыдущие. За эталоны твердости приняты следующие минералы:

тальк - 1, гипс - 2, кальцит - 3, флюорит - 4, апатит - 5, ортоклаз - 6, кварц - 7,

топаз - 8, корунд - 9, алмаз -

10.

При диагностике весьма удобно также употреб-

лять для царапания такие предметы, как медная (тв.3-3,5) и стальная (5,5-6) иг-

ла, нож (5,5-6), стекло ( 5); мягкие минералы можно пробовать царапать ногтем

(тв.

2,5).

Хрупкость, ковкость, упругость. Под хрупкостью в минералогической

практике подразумевается свойство минерала крошиться при проведении чер-

ты ножом или иглой. Противоположное свойство - гладкий блестящий след от

иглы (ножа) - свидетельствует о свойстве минерала деформироваться пласти-

чески. Ковкие минералы расплющиваются под ударом молотка в тонкую пла-

стинку, упругие способны восстанавливать форму после снятия нагрузки (слю-

ды,

асбест).

3 Прочие свойства

Удельный вес может быть точно замерен в лабораторных условиях раз-

личными методами; приблизительное суждение об удельном весе минерала

можно получить путем сопоставления его с распространенными минералами,

удельный вес которых принимается за эталон. Все минералы можно разделить

по удельному весу на три группы: легкие - с уд. весом меньше 3 (галит, гипс,

кварц и др.); средние - с уд. весом порядка 3-5 (апатит, корунд, сфалерит, пирит

и др.); тяжелые - с уд. весом больше 5 (киноварь, галенит, золото, касситерит,

серебро и др.).

Магнитность. Некоторые минералы характеризуются ярко выраженны-

ми ферромагнитными свойствами, т.е. притягивают к себе железные предметы

- опилки, булавки (магнетит, никелистое железо). Менее магнитные минералы

(парамагнитные) притягиваются магнитом (пирротин) или электромагнитом;

наконец, имеются минералы, которые отталкиваются магнитом, - диамагнитные

(самородный висмут). Испытание на магнитность производится с помощью

свободно вращающейся магнитной стрелки, к концам которой подносится ис-

пытуемый образец. Так как число минералов, обладающих отчетливыми маг-

нитными свойствами, невелико, то этот признак имеет важное диагностическое

значение для некоторых минералов (например, магнетита).

Радиоактивность. Способностью к самопроизвольному альфа-, бета-, и

гамма - излучению характеризуются все минералы, содержащие в своем соста-

ве радиоактивные элементы - уран или торий. В породе радиоактивные мине-

ралы часто бывают окружены красными или бурыми каемками, и от зерен та-

ких минералов, включенных в кварц, полевой шпат и др., расходятся радиаль-

ные трещинки. Радиоактивное излучение действует на фотобумагу.

Другие свойства. Для диагностики в полевых условиях имеют значение

растворимость минералов в воде (хлориды) или кислотах и щелочах, частные

химические реакции на отдельные элементы, окрашивание пламени (например,

минералы, содержащие стронций, окрашивают пламя в красный цвет, натрий -

в желтый). Некоторые минералы при ударе или разломе издают запах (так, на-

пример, арсенопирит и самородный мышьяк испускают характерный чесноч-

ный запах.

Отдельные минералы определяются на ощупь (например, тальк на ощупь

жирный). Поваренная соль и другие солевые минералы легко узнаются на вкус.

Проектные задания

При диагностике минералов их внешний облик является нередко

характерным признаком. Поясните, каким может быть облик минералов?

Известно, что размеры кристаллов различных минералов могут

иметь самые разнообразные размеры. Встречаются кристаллы-гиганты. Приве-

дите примеры и объясните условия их образования.

Натечные образования присущи аморфным и скрыто кристалличе-

ским минералам. Назовите минералы, образующие натечные формы.

Твердость минералов определяется сопротивлением, которое ока-

зывает минерал при его царапании определенными стандартными минералами,

сведенными в шкалу твердости или Мооса. Как в шкале располагаются минера-

лы и как они определяются с помощью шкалы твердости?

Окраска минералов подразделяется на три группы: идиохроматиче-

скую,

аллохроматическую и псевдохроматическую. Объясните, каковы причи-.

ны окраски минералов?

Тесты рубежного контроля

Габитус кристаллов - А. внешний вид; Б. внутренне строение;В. состав

Сросток кристаллов, имеющих общее основание называется: А. жеода;

друза: В. Секреция.

Миндалины - это: А. мелкие секреции (до 10 мм в поперечнике); Б. округлые

образования с внутренним концентрически - зональным строением; В. крупные

образования удлиненной формы.

При росте кристаллов или заполнении полости веществом от центра к краям

образуются: А. секреции; Б. конкреции; В. Жеоды.

Шаровидные, эллипсоидальные образования размером более 2 мм, имеющие

концентрически - зональное или радиально - лучистое строение называются

А. оолитами; Б. пизолитами; В.псевдооолитами.

Ключи к тестам

1А; 2Б; ЗА; 4Б; 5В

Система оценки

Правильные ответы: 100% - отлично; 75% - хорошо; 50% - удрвлетвОрИ*-

тельно; менее 50% - неудовлетворительно.

Модуль 2

МИНЕРАЛЫ - БЕСКИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

а) Простые вещества (самородные минералы)

Представителя: золото, медь, алмаз, графит, сера

Золото - Аи. СИНГОНИЯ кубическая; твердость 2-3; плотность колеблет-

ся от 15 до 19 в зависимости от примесей. Встречается в виде неправильных зе-

рен, дендритов, пленок, реже кристаллов - октаэдров, ромбододекаэдров, ку-

бов;

излом крючковатый; спайность отсутствует; блеск металлический; цвет и

черта от золотисто-желтого до серебряно-белого, розоватого.

Наиболее характерными диагностическими свойствами золота являются

его золотисто-желтый цвет, хорошая ковкость, высокая плотность, неокисляе-

мость на воздухе и низкая твердость (режется ножом). Главные линии на рент-

генограммах: 2,35; 2,03;

1,226.

В кислотах, за исключением царской водки, не

растворяется. Перед паяльной трубкой (П.п.т.) плавится (температура плавле-

ния 1062 °С).

Золото отличается от пирита и халькопирита сильным блеском, харак-

терным оттенком цвета, твердостью, ковкостью, нерастворимостью в кислотах.

Медь - Си. Сингония кубическая; твердость 2,5 - 3,0; плотность 8,4 - 8,9.

Образует неправильные плоские дендриты и пластины; редкие кристаллы име-

ют форму куба, октаэдра, ромбического додекаэдра. Встречаются двойники

срастания. Спайность отсутствует; весьма ковкая; блеск металлический; цвет

медно - красный; черта металлическая блестящая.

Диагностические признаки: медь легко определяется по цвету, ковкости и

плотности. Главные линии на рентгенограммах: 2,085;

1,806; 1,276.

В разведен-

ной азотной кислоте растворяется легко, хуже в соляной. Раствор с излишком

аммиака имеет характерный синий цвет. Перед паяльной трубкой плавится

(температура плавления

1083

°С).

Самородную медь в сплошных скоплениях можно спутать с никелином и

борнитом. Отличия состоят в том, что никелин нековкий с буровато-черной

чертой и более высокой твердостью; у борнита - индигово-синяя побежалость.

Алмаз

—

С. Сингония кубическая; твердость 10; плотность 3,5. Встреча-

ется в виде кристаллов и их сростков; спайность совершенная; излом ракови-

стый, занозистый; блеск алмазный, жирный; цвет бесцветный, голубой, жел-

тый, коричневый, красноватый, серый, черный.

Для алмаза характерными диагностическими признаками являются вы-

сокая твердость и высокий показатель преломления, кривогранность кристал-

лов;

люминесценция в ультрафиолетовых лучах (голубовато-синие, иногда зе-

леные и желтые цвета). Главные линии на рентгенограммах: 2,05; 1,26;

0,721.

Графит - С. Сингония гексагональная; твердость 1; плотность 2,2 - 2,3.

Встречается в виде пластинчатых и тонкочешуйчатых агрегатов, хорошо обра-

зованные кристаллы известны в известняках и имеют вид шестиугольных пла-

стинок или табличек; спайность совершенная; излом зернистый, ровный; блеск

сильный, металловидный, матовый, цвет темно-серый, железно-черный. Черта

темно - свинцово - серая.

Диагностические признаки: графит легко узнается но цвету, низкой твер-

дости и жирности на ощупь. Перед паяльной трубкой не плавится. При нагре-

ваиии с калиевой селитрой порошок графита вспыхивает и сгорает в

СО2

азотной кислотой и бертолетовой солью порошковидный или тонкопластинча-

тый графит образует графитовую кислоту.

От похожего на него молибденита (M0S2) графит отличается более тем-

ным, железо-черным цветом и более слабым блеском, низкой плотностью, а

также тем, что растирается в порошок.

Сера - S. Сингония ромбическая и моноклинная (несколько полиморфных

модификаций); твердость

- 2; плотность 2. Образует сплошные массы, натеч-

ные,

землистые скопления, друзы кристаллов, налеты; спайность несовершен-

ная;

излом раковистый и неровный; блеск на гранях алмазный, на изломе жир-

ный и смолистый; цвет желтый, медно-желтый, серый, зеленоватый, черный;

черта бесцветная.

Характерными диагностическими признаками серы являются кристалли-

ческие формы, цвет, низкая твердость и плотность, жирный блеск на изломе

кристаллов, низкая температура плавления. Главные линии на рентгенограм-

мах: 3,85; 3,21; и 3,10. В НС1 и H

нерастворима. NH0

и царская водка

окисляют серу, которая переходит в серную кислоту. Сера легко растворяется в

скипидаре и керосине. Перед паяльной трубкой легко плавится и загорается го-

лубым пламенем с выделением SO2.

б) Сернистые соединения (сульфиды)

Представители: пирит, марказит, халькопирит, пирротин, галенит, молиб-

денит, сфалерит, киноварь, аурипигмент

Пирит (серный колчедан) -

FeSj,

Сингония кубическая; твердость 6 - 6,5;

плотность 5,0 - 5,2. Распространены хорошо образованные кристаллы (кубы,

пентагон-додекаэдры), часто покрытые штриховкой параллельной граням; про-

явлена с различной степенью отчетливости, обычно неясная; блеск металличе-

ский; непрозрачный; излом раковистый; цвет латунно-желтый, золотисто-

желтый, иногда с побежалостью; черта зеленовато-серая.

Диагностические признаки. Пирит легко узнается по цвету, форме кри-

сталлов, штриховатости граней и высокой твердости. Главные линии на рентге-

нограммах: 2,696;

1,629;

1,040.

В соляной кислоте не растворяется. В азотной

кислоте растворяется в тонком порошке. П.п.т., растрескиваясь, плавится в

магнитный королек. Пирит отличается от халькопирита, пирротина высокой

твердостью, а от марказита - формой кристаллов.

Марказит (лучистый колчедан) - FeS

. Сингония ромбическая; твердость

5-6; плотность 4,7 - 4,9. Встречается в виде желваков, гребенчатых и копье-

видных срастаний кристаллов, образует концентрически-зональные стяжения,

наблюдаются двойники; спайность несовершенная; блеск металлический; не-

прозрачный; излом раковистый; цвет латунно-желтый с сероватым или зелено-

ватым оттенком.

Диагностические признаки. Для марказита характерен копьевидный и таб-

литчатый облик кристаллов. На свежем изломе наблюдается зеленоватый отте-

нок. Главные линии на рентгенограммах: 2,690; 2,412;

1,754.

П.п.т. ведет себя

аналогично пириту.

Марказит похож на пирит, от которого отличается формой кристаллов, а в

конкрециях и сплошных массах - только под микроскопом и рентгенометриче-

ски.

Халькопирит (медный колчедан) - CuFeS^ Сингония тетрагональная;

твердость 3,5 - 4; плотность 4,1 -4,3. Образует зернистые, сплошные и вкрап-

ленные агрегаты, христаллы тетраэдрического габитуса редки, встречаются

двойники прорастания; блеск металлический; непрозрачный; излом неровный,

раковистый; цвет латунно-желтый с зеленым оттенком, часто с черной или пе-

строй побежалостью; черта зеленовато-черная.

Диагностические признаки. Характерная форма кристаллов, цвет и не-

большая твердость. Главные линии на рентгенограммах: 3,03;

1,855;

1,586.

Рас-

творяется в азотной кислоте. П.п.т. на угле сплавляется в магнитный королек

меди.

Халькопирит похож на самородное золото, пирит, марказит, пирротин. От-

личия: самородное золото имеет сильный блеск, ковкость, не растворяется в

кислотах; пирит и марказит имеют более яркий цвет и большую твердость;

пирротин темнее халькопирита, часто магнитный.

Пирротин (магнитный колчедан) - FeS. Сингония гексагональная; твер-

дость 4; плотность 4,58 -4,72. Встречается в сплошных массах, в виде вкрап-

ленных зерен неправильной формы, наблюдаются радиально-волокнистые аг-

регаты, кристаллы имеют таблитчатый, столбчатый, пирамидальный облик, но

редки, отмечаются двойники; спайность отчетливая; блеск металлический; не-

прозрачный; магнитен; излом неровный; цвет темный, бронзово-желтый, ино-

гда с пестрой побежалостью; черта черная.

Диагностические признаки - цвет и магнитные свойства. Главные линии на

рентгенограммах (для гексагональной модификации): 2,63; 2,062;

1,045.

Рас-

творяется в соляной кислоте. П.п.т. сплавляется в черный магнитный королек.

Пирротин похож на пирит и халькопирит. Отличия: пирит встречается

обычно в кристаллах и имеет высокую твердость (царапает стекло), халькопи-

рит латунно-желтый с зелено-черной чертой.

Галенит (свинцовый блеск) - PbS. Сингония кубическая; твердость 2,5 -

плотность 4. Форма кристаллических выделений - гексаэдры, октаэдры, ком-

бинации куба с октаэдром, сплошные массы; спайность совершенная по кубу;

блеск сильный металлический; непрозрачный; излом плоскораковистый; цвет

свинцово-серый, синевато-серый с красноватым отливом, иногда с матовой по-

бежалостью; черта серая, черноватая.

Диагностические признаки: изометрический облик кристаллов, зерни-

стость агрегатов, совершенная спайность по кубу, большая плотность и свин-

цово-серый цвет. Главные линии на рентгенограммах: 2,965; 2,093;

1,324.

П.п.т.

легко плавится. С содой дает королек свинца. Легко растворяется в азотной ки-

слоте.

Молибденит (молибденовый блеск) -

MoSj.

Сингония гексагональная;

твердость 1 -1,5; плотность 4,7 -5,0. Хорошо образованные кристаллы пред-

ставлены гексагональными табличками, встречается в виде листоватых, чешуй-

чатых агрегатов, сферолитов: спайность совершенная по базису; блеск метал-

лический; цвет свинцово-серый; черта серая, растертая черта обретает луково-

зеленый цвет.

Диагностические признаки. Свинцово-серый цвет, серый цвет черты, часто

с зеленоватым оттенком, низкая твердость и совершенная спайность. Главные

линии на рентгенограммах: 2,045;

1,826;

1,534.

Трудно растворяется в азотной

кислоте и в царской водке. П.п.т. не плавится, окрашивает пламя в слабый жел-

товато-зеленоватый цвет.

Молибденит похож на графит. Последний имеет более темный железо-

черный цвет и металловидный блеск, низкую плотность и растирается в черную

пыль.

Сфалерит (цинковая обманка) - ZnS. Сингония кубическая; твердость

3,5 - 4; плотность 3,9 - 4,2. Образует зернистые скопления, иногда оолиты и

концентрически-зональные агрегаты, кристаллы тетраэдрического и додекаэд-

рического габитуса, двойники; спайность совершенная; блеск алмазный, иногда

металловидный; излом неровный; цвет светло-коричневый до черного, редко

зеленый и красный, бесцветный; черта от белой до коричневой.

Диагностические признаки: форма кристаллов, их цвет и совершенная

спайность. Главные линии на рентгенограммах: 3,116;

1,908;

1,630.

Растворяет-

ся в соляной кислоте. П.п.т. растрескивается и почти не плавится. В окисли-

тельном пламени на угле дает белый налет окиси цинка.

Сфалерит похож на вольфрамит, на изометричные кристаллы касситерита.

Отличия: вольфрамит образует пластинчатые кристаллы, имеет спайность в од-

ном направлении, высокую плотность и густую бурую черту; у касситерита

тетрагональные кристаллы без спайности, с высокой твердостью и высокой

плотностью.

Киноварь (ртутная обманка) - HgS. Сингония тригональная; твердость 2

-2,5;

плотность 8,09 ~ 8,20. Встречается в виде вкрапленных зерен, зернистых

скоплений. Землистых и порошковидных примазок и налетов, реже в виде кри-

сталлов, редки двойники; спайность совершенная; блеск алмазный; полупро-

зрачная; излом полураковистый, неровный; цвет красный, иногда со свинцово-

серой побежалостью; черта ярко-красная.

Диагностические признаки: красный цвет, низкая твердость и высокая

плотность. Главные линии на рентгенограммах: 3,372; 2,869; 2,074. Растворяет-

ся в царской водке и в растворах сульфидов едких щелочей.

Аурипнгмент As

S3. Сингония моноклинная; твердость 1,5 - 2; плотность

- 3,5. Встречается в виде листоватых, столбчатых и зернистых скоплений, по-

рошковидных и радиально-игольчатых и волокнистых агрегатов, а также кри-

сталлов призматического габитуса; спайность весьма совершенная; блеск стек-

лянный, алмазный, жирный, перламутровый; просвечивающий; цвет лимонно-

желтый, иногда с буроватым или красноватым оттенком; черта светло-желтая,

желтая

Диагностические признаки: лимонный цвет, низкая твердость, весьма со-

вершенная спайность. Главные линии на рентгенограммах: 4,77; 2,83;

2,71.

Рас-

творяется в щелочах и царской водке. П.п.т. на угле легко плавится с кипением

и улетучивается с резким запахом чеснока. В закрытой трубке плавится и дает

темно-желтый возгон.

Аурипигмент похож на урановые слюдки. Отличие в том, что слюдки ра-

диоактивные.

в) Галоидные соединения (галогениды)

Представители: галит, сильвин, флюорит.

Галит (каменная соль)

—

NaCI. Сингония кубическая; твердость 2,2;

плотность 2,2 -

2,3.

Образует кубические кристаллы, зернистые агрегаты, плот-

ные массы; спайность совершенная по кубу, прозрачный, просвечивающий;