Башкирский государственный  университет

Географический  факультет

Кафедра геологии и геоморфологии 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ  
 

  «Диагностические  свойства минералов»

 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                  Выполнил: Студент

                                                                                 географического факультета

                                                                 Мурзаков Ильдар

                                                                        Проверил: Мустафин С.К. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Уфа 2011

Содержание 

Введение

1. ЗЕМНАЯ КОРА И ОСОБЕННОСТИ ЕЕ СОСТАВА

1.1 Строение земного шара

1.2 Состав земной коры

2. КОНСТИТУЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

2.1 Общие сведения

2.2 Черта минерала и твердость

2.3 Удельный вес

2.4 Драгоценные минералы

3.   Химический состав и формулы минералов

3.1 Соединения постоянного состава

3.2 Соединения переменного состава

3.3 Водные соединения 
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

      Введение

     Минералогия принадлежит к числу геологических наук. Название этой науки в буквальном смысле означает учение о минералах, которое объемлет все вопросы о минералах, включая и их происхождение. Термин "минерал" происходит от старинного слова "минера" (лат. minera — руда, ископаемое). Это указывает, что его появление связано с развитием горного промысла.

     Интуитивно  минералы можно определить как составные  части горных пород и руд, отличающиеся друг от друга по химическому составу  и физическим свойствам (цвету, блеску, твердости и т. д.). Например, биотитовый гранит как горная порода состоит из трех главных минералов различного состава: светлоокрашенного полевого шпата, серого кварца и черной слюды (биотита).

     В настоящее время большинство  объектов минералогии отвечает следующему определению:

     Минерал — однородное природное тело, находящееся или бывшее в кристаллическом состоянии.

     Таким образом, определенное понятие минерала отвечает минеральному индивиду —  естественно ограниченному телу — и охватывает все разнообразие реальных единичных объектов минералогии, встречающихся в природе. В число минералов обычно не включаются высокомолекулярные органические образования типа битумов, не отвечающие в большинстве случаев требованиям кристалличности и однородности.

     С генетической точки зрения минералы представляют собой природные химические соединения и простые вещества, являющиеся естественными продуктами различных физикохимических процессов, совершающихся в земной коре и прилегающих к ней оболочках (включая и продукты жизнедеятельности организмов). К минералам относят и космогенные объекты, отвечающие вышеприведенным требованиям однородности и кристалличности.

     Минералогия как наука о природных химических соединениях (минералах) изучает во взаимной связи их состав, кристаллическое строение, свойства, условия образования и практическое значение.

     В соответствии с этим и задачи данной науки должны быть тесно связаны, с одной стороны, с достижениями смежных с нею наук (физики, химии, кристаллохимии и др.), а с другой — с запросами практики поисково-разведочного дела. 
 

     Главнейшими задачами минералогии в настоящее  время являются:

1. всестороннее изучение и более глубокое познание физических и химических свойств минералов во взаимной связи с их химическим составом и кристаллическим строением с целью практического использования их в различных отраслях промышленности и выявления новых видов минерального сырья;
2. изучение закономерностей сочетания минералов и последовательности образования минеральных комплексов в рудах и горных породах с целью выяснения условий возникновения минералов и истории процессов минералообразования (генезиса), а также использования этих закономерностей при поисках и разведках различных месторождений полезных ископаемых.

     металл минерал  кристалл изоморфный

 

      1. ЗЕМНАЯ КОРА И ОСОБЕННОСТИ ЕЕ СОСТАВА

 

     1.1 Строение земного шара 

     Главным объектом геологических, в том числе  и минералогических исследований является земная кора, под которой подразумевается  самая верхняя оболочка земного  шара, доступная непосредственному  наблюдению.

     Наши  фактические знания о строении и химическом составе земной коры основываются почти исключительно на наблюдениях над самыми поверхностными частями нашей планеты.

     Горообразующие  процессы, совершавшиеся в различные  геологические эпохи и приводившие  к образованию высоких горных хребтов, подняли из глубины самые различные породы, не образующиеся вблизи поверхности Земли. Наиболее глубинные по происхождению горные породы из доступных прямому изучению — мантийные ксенолиты, обнаруживаемые в трубках взрыва, — являются объектом пристального внимания исследователей. Их изучение дает возможность, как показывают геологические наблюдения и подсчеты, получить более или менее реальное представление о составе и строении земного шара только до глубины 100–150 км (радиус же его превышает 6300 км).

     О строении и составе глубоких недр земного шара можно судить лишь на основании косвенных данных. Как  показывает сопоставление плотностей всего земного шара (5,527) и земной коры (2,7–2,8), внутренние части нашей  планеты должны обладать значительно большей плотностью, чем поверхностные. Различные данные (геофизические наблюдения, данные сравнения Земли с другими космическими телами, состав метеоритов и пр.) дают основания предполагать, что это обстоятельство обусловлено не только увеличением с глубиной давления, но и изменением состава внутренних частей нашей планеты.

     Согласно  современным моделям, построенным  на основании геофизических данных, в строении Земли выделяется несколько  концентрических оболочек (геосфер), различающихся по физическим свойствам и составу (табл. 1). 
 
 
 
 
 

     Таблица 1 Характеристики геосфер Земли

 
 
 

1.2 Состав земной коры 

     Впервые состав твердой части земной коры в весовых процентах подсчитал  американский исследователь Ф. Кларк  в 1889 г. Большая работа по уточнению  полученных цифр была проделана В. И. Вернадским, А. Е. Ферсманом, И. и В. Ноддаками, Г. Гевеши, В. М. Гольдшмидтом и А. П. Виноградовым. Последний подсчитал средний химический состав лишь литосферы (без учета гидросферы и атмосферы).

     Из  более чем ста химических элементов, приведенных в периодической  таблице элементов Менделеева, лишь немногие пользуются широким распространением в земной коре. Такие элементы в таблице располагаются преимущественно в верхней ее части, т. е. относятся к числу элементов с малыми порядковыми номерами.

     Наиболее  распространенными элементами являются: О, Si, Al, Fe, Ca, Na, К, Mg, Ti, H и С. На долю всех остальных элементов, встречающихся в земной коре, приходится всего лишь несколько десятых процента (по весу). Подавляющее большинство этих элементов в земной коре присутствует почти исключительно в виде химических соединений. К числу элементов, встречающихся в самородном виде, относятся очень немногие. Те и другие возникают в результате химических реакций, которые протекают в земной коре при различных геологических процессах, приводящих к образованию самых разнообразных па составу массивов горных пород и месторождений полезных ископаемых.

     2. КОНСТИТУЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

 

     2.1 Общие сведения 

     Замечательной особенностью многих природных соединений является их окраска. Для ряда минералов  она постоянна и весьма характерна. Например, киноварь (Hg₂S) всегда обладает карминно-крассным цветом, для малахита характерна ярко-зеленая окраска, кубические кристаллики пирита(FeS₂ – медный колчедан) легко узнаются по металлически-золотистому цвету и т. д. Наряду с этим окраска большого количества минералов изменчива. Таковы, например, разновидности кварца: бесцветные (прозрачные), молочнообелые, желтоватообурые, почти черные, фиолетовые, розовые.

     Блеск — также весьма характерный признак  многих минералов. В одних случаях он очень похож на блеск металлов (галенит (PbS), пирит (FeS₂), арсенопирит (FeAsS)), в других — на блеск стекла (кварц), перламутра (мусковит). Немало и таких минералов, которые даже в свежем изломе выглядят матовыми, т. е. не имеют блеска.

     Все свойства минералов (физические и др.), находятся в причинной зависимости от особенностей химического состава и кристаллической структуры вещества — от конституции минее рала, что, в свою очередь, обусловлено размерами атомов или ионов (участвующих в составе минерала), строением их электронных оболочек (особенно наружных) и свойствами, которые определяются положением химических элементов в системе Д. И. Менделеева. Поэтому многое из того, что раньше казалось загадочным, теперь, в свете современных достижений точных наук, становится все более и более понятным. Эти достижения способствуют не только правильному пониманию природных явлений, но и помогают нам в практическом использовании свойств минералов.

     Конституция минерала представляет собой единство его химического состава и кристаллической структуры. Понятие "конституция" описывает, можно сказать, сущность минерала; она является его собственным, внутреннейшим свойством, в отличие от прочих свойств и признаков, являющихся откликами на внешние воздействия, проявляющихся и формирующихся во взаимодействии со средой. Именно конституция минерала определяет его видовую принадлежность, диагностические же свойства (признаки) минералов, являющиеся функцией его состава и структуры, служат для установления видовой принадлежности. 

2.2 Черта минерала и твердость

    Если  поскрести минерал, у нас получится  порошок, называемый чертой минерала. Черта является важной характерной  особенностью; она иногда отличается от цвета минерала в образце и  обычно постоянна для одного и  того же минерала. Примеры минералов по плану:

1. Система кристаллической  симметрии (сингония)
2. Оси симметрии кристаллов,
3. Специфические для каждой системы примеры кристаллизации минералов в каждой системе.

Пирит относится к Кубической сингонии. У него 12 или 6 граней. Еще один пример этой системы - алмаз.

    Вульфенит (Pb[MoO₄]) относится к тетрагональной сингонии у него красивые желто-оранжевые кристаллы. Минерал находят в местах отложении свинца. Блеск варьируется

    Топаз (Al₂ [SiO₄](F,ОН)₂) относится к ромбическим кристаллам. Этот красивый драгоценный камень, обычно желтого цвета, иногда может быть бесцветным небесно голубым и даже розовым, если подвергся воздействию высокой температуры.