Грановская Н.В. Методические указания к лабораторным занятиям и самостоятельной работе студентов по дисциплине Рудная петрография
Подождите немного. Документ загружается.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным занятиям и самостоятельной работе студентов
по дисциплине «Рудная петрография»
Для студентов геолого-географического факультета
специальности 011100 – «Геология»
специализации «Геологическая съёмка и поиски»
Ростов-на-Дону
2006
1
Методические указания разработаны кандидатом геолого-минералогических
наук, доцентом кафедры месторождений полезных ископаемых Н.В.Грановской.
Ответственный редактор доктор геол.-мин.наук, профессор
В.Н.Труфанов
Печатается в соответствии с решением кафедры месторождений полезных
ископаемых геолого-географического факультета РГУ, протокол № 5 от 28 марта
2006 г.
2
ВВЕДЕНИЕ
«Рудная петрография» - является важным методом исследования
минерального сырья, применяемым для решения ряда научных и практических
вопросов. Знания, полученные студентами по данной дисциплине, необходимы
квалифицированному специалисту – геологу, занимающемуся поисками
месторождений и специализированными исследованиями рудных полезных
ископаемых.
«Рудная петрография» относится к специальной дисциплине для студентов
геолого-географического факультета, специальности «Геология», специализации
«Геологическая съёмка и поиски». Она изучается студентами 4 курса и дополняет
знания о рудных месторождениях, полученные при изучении дисциплин
«Геология полезных ископаемых», «Промышленные типы рудных
месторождений».
Цель преподавания дисциплины - получение сведений о микроскопических
исследованиях рудных минералов и рудных ассоциаций.
Задачи изучения дисциплины:
изучение диагностических свойств рудных минералов и
структурных взаимоотношений между ними;
овладение важнейшими приёмами парагенетического анализа
руд;
изучение типовых ассоциаций рудных минералов.
Учебно-тематический план по данной дисциплине предусматривает лекции,
лабораторные и самостоятельные занятия студентов. В настоящей методической
разработке приведены глоссарий (сводка основных понятий, используемых в
рудной микроскопии), темы лабораторных и самостоятельных занятий с
методическими указаниями, литературой, контрольными вопросами и
справочными материалами.
3
4
1 ГЛОССАРИЙ
Рудная петрография – это метод микроскопического изучения в
отраженном свете полированных образцов рудных минералов и их агрегатов. С
помощью этого метода производится диагностика непрозрачных минералов, а
также исследуются ассоциации рудных минералов – их состав, срастания и
взаимоотношения, последовательность образования в рудах различных
генетических типов.
Минераграфический микроскоп в отличие от петрографического имеет
опак-иллюминатор – прибор для получения отраженного вертикально падающего
света и также снабжен поляризационными приспособлениями (поляризатором,
анализатором).
Препарат для микроскопического исследования в отраженном свете
называется поляризованным шлифом или аншлифом. Изготовление аншлифов
включает подготовку руды, шлифовку, доводку и полировку.
В минераграфии определение рудных минералов производится с помощью
следующих диагностических признаков: отражательной способности и
двуотражения, цвета, отношения к поляризованному свету, внутренних
рефлексов, твердости, магнитности, электропроводности, микрохимических
испытаний, морфоструктурных особенностей.
Отражение минералов является мерой его яркости при качественном
наблюдении под микроскопом и может быть измерено количественно с помощью
микрофотометров. При качественном изучении свойства оценка отражения
производится путем сравнения с эталонными минералами (пиритом, галенитом,
пирротином, гематитом, сфалеритом, кварцем).
Цвет минералов характеризует дисперсию отражательной способности.
Качественное определение цвета зависит от источника света, степени полировки
минерала, окружения исследуемого минерала другими цветными минералами,
химического состава минерала, условий наблюдения под микроскопом,
5
индивидуальных особенностей восприятия цвета исследователем. По цвету
рудные минерала делятся на бесцветные (с белыми, серыми оттенками) и
окрашенные (желтоватые, розоватые, кремовые, коричневатые, буроватые, редко с
синими, сиреневыми оттенками). Цвет наиболее надежно определяется в
сравнении с эталонными бесцветными минералами (галенитом, сфалеритом).
Поляризационные свойства наблюдаются с помощью одного поляризатора
(двуотражение) или в скрещенных николях т. е. с поляризатором и анализатором
(анизотропия). Эти свойства проявляются в изменении отражения (яркости)
минералов при вращении столика микроскопа. Изотропные минералы не меняют
яркости при вращении столика, а в скрещенных николях – почти черные (темно-
серые). Двуотражающие минералы характеризуются сильной анизотропией. Они
относятся к минералам не кубической сингонии. Плеохроизм – это изменение
цвета при вращении столика микроскопа.
К эталонным изотропным минералам относятся: сфалерит, магнетит
(хорошо погасающие), пирит, галенит (не полно погасающие).
К сильно двуотражающим минералам относятся: графит, молибденит,
антимонит, ковеллин. Сильно анизотропные минералы – молибденит, графит,
антимонит, марказит, ковеллин, пирротин (эффект анизотропии заметен в
монокристаллах при вращении столика микроскопа). Отчетливо анизотропные
минералы – пирротин, кальцит, гематит, арсенопирит, киноварь, вольфрамит
(эффект анизотропии более отчетливо наблюдается в агрегате
разноориентированных зерен). Слабо анизотропные минералы - халькопирит,
бурнонит (эффект анизотропии наблюдается только в агрегате
разноориентированных зерен при хорошем освещении, особенно в иммерсии).
Внутренние рефлексы – это явление, обусловленное проникновением на
некоторую глубину падающего на минерал света и отражением его от внутренних
частей минерала. Они вызываются трещинами спайности, выбоинами, ямками и
включениями в минерале. Наблюдаются по всей поверхности полупрозрачных
6
минералов в виде пятнышек, точек разного цвета и интенсивности. Цвет
рефлексов соответствует цвету минерала в порошке.
Твердость разделяется на три типа: твердость полировки, твердость
царапания, твердость микровдавливания. При минераграфических исследованиях
чаще всего изучают твердость полировки (рельеф полировки). Определения
сводится к наблюдению световой полоски на границе минералов с разным
рельефом в аншлифе. При поднятии тубуса микроскопа световая полоска
перемещается в сторону более мягкого минерала. В соответствии с твердостью
полировки (по И.С.Волынскому) рудные минералы делятся на 7 групп.
Кристалломорфные особенности рудных минералов включают: форму
кристаллов, спайность, двойникование, твердые включения. В виде хорошо
образованных (эвгедральных) кристаллов часто встречаются следующие
минералы: пирит, арсенопирит, магнетит, гематит, вольфрамит, антимонит,
молибденит, марказит. Ангедральные (неправильные) формы характерны для
халькопирита, борнита, пирротина, галенита, сфалерита и др.
Спайность в одном направлении характерна для антимонита, молибденита.
Проявление спайности в трёх направлениях являются треугольники
выкрашивания, например, в галените. Двойники лучше наблюдаются для
анизотропных минералов в скрещенных николях. Они характерны для
антимонита, молибденита.
К твердым включения, имеющим важное значение для диагностики
минералов относится эмульсионная вкрапленность (например, халькопирита в
сфалерите).
Магнитность определяется с помощью магнитной стрелки, магнитного
порошка. К сильно магнитным минералам относятся: самородное железо,
магнетит, пирротин, кубанит. Умеренно магнитные минералы: железистая
платина, железистые хромшпинелиды, якобсит, франклинит, ферберит,
вольфрамит, маггемит, мельниковит.
7
Текстура руды определяется формой, размерами и сочетанием агрегатов
минералов. Среди текстур выделяются: массивная, вкрапленная, полосчатая,
пятнистая, друзовая, жильная крустификационная кокардовая, колломорфная,
брекчиевая, брекчиевидная, корковая, пористая, ячеистая, почковидная,
конкреционная, петельчатая, каркасная, органогенная, слоистая, линзовидная,
конгломератовая, обломочная, сланцеватая, реликтовая, плойчатая.
Структура руды определяется формой, размерами и соотношением зерен
минералов.
Среди структур выделяются: идиоморфнозернистая, гипидиоморфнозернистая,
аллотриоморфнозернистая, сидеронитовая, порфировидная, пойкилитовая,
скрытокристаллическая, петельчатая, пластинчатая, эмульсионная
метаколлоидная, радиально-лучистая, замещения (коррозионная, решетчатая,
скелетная)цементная, катакластическая (дробления), перекристаллизации.
Первичные структуры рудных агрегатов, образованных из расплавов.
Рудные минералы при отсутствии препятствий роста имеют идиоморфные,
гипидиоморфные кристаллические зерна (хромит, ильменит, платиновые
минералы). Позднемагматические руды (с магнетитом, ильменитом) часто
образуют сидеронитовые структуры.
Первичные структуры и текстуры, обусловленные отложением в
открытом пространстве. При отложении из гидротермальных растворов в
открытых трещинах образуются прожилковые, гребенчатые, друзовые,
крустификационные, брекчиевые, кокардовые текстуры. Характерными
структурными особенностями являются идиоморфные и гипидиоморфные зерна,
кристаллы с зональностью роста, лучистые, волокнистые, щетковидные,
радиально-лучистые, колломорфные выделения.
Вторичные структуры, возникающие при замещении – коррозионная,
ячеистая, решетчатая, скелетная, графическая, метазернистая. Замещение одного
минерала другим может возникать в результате следующих процессов:
8
1)растворения и последующего повторного отложения, 2) окисления, 3) диффузии
в твердом состоянии. Замещение зависит от трёх свойств замещаемого минерала:
трещин спайности и границы зёрен, кристаллической структуры, химического
состава.
Замещение вдоль границ зёрен или внутренних каналов проявляется в
образовании метазерен, метакристаллов замещающего минерала в минерале-
хозяине, а также в виде тонких концентрических оболочек, грубо параллельных
выдвинутому вперёд фронту замещения. На ранних стадиях замещения
первичный минерал сохраняется в виде «островков», расположенных в основной
массе вторичных минералов. Причем эти реликтовые зерна островков могут быть
оптически одинаково ориентированы. Коррозионная структура характеризуется
неровными зазубренными краями зерен с бухтообразными проникновениями
вторичного минерала в разъедаемый минерал. Полное замещение одного
минерала другим можно установить по реликтовым признакам, например
типичной морфологии замещенного минерала (псевдоморфозы гётита по
кубическим кристаллам пирита, пластинчатые кристаллы пирротина, замещенные
пиритом). После замещения по трещинам границы новообразованной жилы по
обеим сторонам трещины различны, тогда как после выполнения они совпадают.
Если замещение контролирует кристаллическая структура первичного
минерала, то новообразованные минералы могут локализоваться вдоль некоторых
кристаллографических направлений. Например, окисление магнетита обычно
приводит к замещению его гематитом вдоль плоскостей {111}. При
контролирующей роли химического состава руды наблюдается селективное
замещение. Например, борнит откладывается из богатого медью флюида
избирательно – только вокруг раннего пирита.
Вторичные структуры, образующиеся при охлаждении. Наиболее
характерны - структуры распада твердых растворов. Многие рудные минералы
претерпевают превращения своего состава и структуры как приспособление по
9
мере их охлаждения от температур первоначальной кристаллизации. При распаде
один минерал выделяется из другого в виде характерного узора. Форма распада
(пластинки, пламенообразные выделения, решетчатые узоры, сетки, округлые
включения, звёзды, кресты, мермекитовые выделения) зависит от минералов, их
количественных соотношений, истории охлаждения руды после её отложения.
Например, пластинки пентландита в пирротине, кубанита в халькопирите,
ильменита в магнетите, гематита в ильмените, эмульсионная вкрапленность
пирротина в сфалерите, сетка халькозина в борните.
Вторичные структуры, возникающие при деформации характеризуются
двойниками деформации, изгибом или смещением линейных образований,
брекчированием, катаклазом. Двойники деформации встречаются в виде
пластинок одинаковой ширины, часто сопровождающихся изгибами, дроблением
и частичной перекристаллизацией (участки более мелких изометричных зерен),
пластинки нередко проходят через соседние зерна. О деформациях часто
свидетельствует изгиб или смещение отдельных граней кристаллов, спайности,
трещин в минералах, двойников, пластинок распада твердых растворов,
треугольников выкрашивания, первичной зональности или прожилков в
минералах. При деформациях твердых и хрупких минералов образуются
структуры дробления (катакластические), брекчиевые. Это характерно для пирита,
хромита, магнетита.
Парагенетический анализ минералов позволяет установить
последовательность образования ассоциирующих минералов во времени и
оценить генетические особенности минералообразования. При одновременной и
близко одновременной кристаллизации минералов часто образуются
аллотриоморфнозернистые и гипидиоморфнозернистые структуры. При
выявлении порядка образования минералов в рудном агрегате используют
следующие морфологические признаки – обрастание, пересечение, цементация,
замещение. Для определения возрастной последовательности необходимы
10