Физические свойства минералов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Февраля 2011 в 01:32, реферат

Описание работы

Минералогия – наука о минералах, их классификации, химическом составе, особенностях и закономерностях строения (структуры), происхождении, условиях нахождения в природе и практическом применении. Для более глубокого объяснения внутреннего строения минералов и их связи с историей Земли минералогия привлекает математику, физику и химию. Она в большей мере, чем другие геологические науки, использует количественные данные, так как для адекватного описания минералов необходимы тонкий химический анализ и точные физические измерения.

Содержание работы

1.Минералы и минералогия……………………………………….3
2.Главные свойства минералов……………………………………3
3.Физические свойства минералов………………………………..5
4.Классификация минералов…………………………………….10
5.Применение……………………………………………………..11
6.Характеристика некоторых минералов:
- алмаз…………………………………………………………...12

- горный хрусталь………………………………………………14

- пирит…………………………………………………………...16

- гипс…………………………………………………………….18

- тальк……………………………………………………………19

7.Происхождение и условия нахождения минералов………….20
8.Литература……………………………………………………....

Файлы: 1 файл

1. Реферат.docx

— 288.77 Кб (Скачать файл)

     Свойства. Обычно слагает белые и серые плотные агрегаты, часто встречаются бесцветные пластинчатые кристаллы, имеющие форму вытянутого ромба. Сингония моноклинная. Весьма характерны двойники, напоминающие ласточкин хвост. Твердость 2 (царапается ногтем), что позволяет отличить этот минерал от многих других, включая безводный сульфат кальция, ангидрит и кальцит. Пластинчатые кристаллы гипса обладают тремя направлениями спайности разной степени совершенства. Одна спайность весьма совершенная и обусловливает образование сколков в виде слюдоподобных пластинок; две другие менее совершенные, их трещины рассекают пластинки.

     Распространение. Гипс – широко распространенный минерал. Гипс как осадочная порода образуется прежде всего в результате гидратации ангидрита, который в свою очередь осаждался при испарении морской воды. Нередко при ее испарении осаждается непосредственно гипс. Залегает чаще всего в виде пластов. Жильный гипс обычно является продуктом реакции сульфатных растворов (образующихся при окислении сульфидных руд) с карбонатными породами, например известняками. Встречается также в гидротермальных низкотемпературных рудных жилах.

     Применение. Волокнистый гипс (селенит) используют для недорогих ювелирных изделий. Из алебастра издревле вытачивали крупные ювелирные изделия — предметы интерьера (вазы, столешницы, чернильницы и т. д.).

     Промышленная  ценность гипса обусловлена его  поведением при обжиге. Если при  этом он теряет три четверти связанной  воды, то получается штукатурный гипс («парижская штукатурка»), который снова  поглощает воду и затвердевает («схватывается»), при этом ему можно придать  какую угодно форму. Гипс находит  весьма широкое применение в сыром  и обожженном виде. Наиболее широко он используется для получения строительных полуфабрикатов, например обшивочных листов и сухой штукатурки. Сырой (необожженный) гипс применяется для  производства портландцемента (минерал  подмешивается к цементу для  замедления процесса «схватывания»), а  также в качестве удобрения. Третья главная область применения гипса  – производство разных штукатурок.

      Производство. В 2005 в мире произведено 110 млн тонн гипса (увеличение на 0,9 %). Крупнейший мировой производитель гипса – США, располагающие действующими рудниками в 17 штатах (Нью-Йорк, Мичиган, Калифорния, Невада, Айова, Техас и др.). На четырёх крупнейших продуцентов — США, Иран, Канаду и Испанию — приходится 43 % мирового производства гипса.Другие ведущие страны – Австралия, Канада, Египет, Франция, Россия, ФРГ, Австрия, Словакия, Великобритания. В жарких сухих климатических условиях (пустыня Сахара, Туркменистан, Нижнее Поволжье и др.) встречаются оригинальные сростки пластинок гипса – «розы пустыни», которые весьма ценятся коллекционерами. Алебастр и селенит широко используются в камнерезном деле для изготовления мелкой пластики.

Тальк

Формула Mg3Si4O10(OH)2
Сингония Моноклинная
Цвет Бледно-зелёный, белый, серый, желтовато-белый, коричневато-белый
Цвет  черты Белая
Блеск Стеклянный (перламутровый)
Прозрачность Полупрозрачный
Твёрдость 1
Спайность Совершенная по {001}
Плотность 2,7 — 2,8 г/см³

     Тальк — Mg3Si4O10(OH)2 - минерал, кристаллическое вещество. Представляет собой жирный рассыпчатый порошок белого (изредка зеленого цвета. Качество талька определяется его белизной. Для промышленных целей используют молотый тальк, микротальк и т. д.

     Свойства. Цвет от белого до светло-зелёного. Блеск жирный, на плоскостях спайности перламутровый. Просвечивает в краях. Спайность весьма совершенная. Имеет минимальную (1 балл) твёрдость по

     шкале Мооса. Жирный на ощупь.

   Разновидности:

  • миннесотаит (содержание Fe 50-80 ат. %);
  • виллемсеит — существенно никелистый;
  • стеатит (жировик) — плотный массивный;
  • агалит — тонковолокнистый;
  • благородный тальк — прозрачный светлый.

     Применение. В виде присыпки используется в быту для предотвращения слипания и трения соприкасающихся поверхностей (в резиновых перчатках, в обуви). Как наполнитель применяется в резиновой, бумажной, лакокрасочной и других отраслях промышленности (в медицинской и парфюмерно-косметической).

   Важная  область применения — керамика (особенно радиоизоляционная).

   В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E553b.

   Добыча и производство. Во времена СССР разрабатывались Шабровское тальк-магнезитовое и Миасские талькитовые месторождения на Среднем Урале, Онотское месторождение стеатитового талька (Восточный Саян), была проведена гелогическая разведка Западно-Прибайкальской тальконосной провинции.

   Крупные месторождения талька находятся  в Канаде (Мейдок), США (Гавернур), Франции (Люзенак).

     Опасность. Раньше считали, что вдыхание пыли талька может вызывать талькоз — доброкачественное заболевание из группы пневмо-кониозов, однако специальные исследования, проведенные Европейской ассоциацией производителей талька, показали, что тальк безвреден для здоровья.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И УСЛОВИЯ НАХОЖДЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

     Минералогия не ограничивается определением свойств  минералов, она исследует также  происхождение, условия нахождения и природные ассоциации минералов. Со времени возникновения Земли  примерно 4,6 млрд. лет назад многие минералы разрушились в результате механического дробления, химических преобразований или плавления. Но элементы, слагавшие эти минералы, сохранились, перегруппировались и образовали новые  минералы. Таким образом, существующие ныне минералы являются продуктами процессов, развивавшихся на протяжении геологической  истории Земли.

     Бóльшая часть земной коры сложена изверженными породами, которые местами перекрыты  относительно маломощным покровом осадочных  и метаморфических пород. Поэтому  состав земной коры в принципе соответствует  усредненному составу изверженной  породы. Восемь элементов (см. табл. 3) составляют 99% массы земной коры и соответственно 99% массы слагающих ее минералов.

Таблица 3. ГЛАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Элемент Массовые  проценты Объемные  проценты
Кислород 46,40 94,04
Кремний 28,15 0,88
Алюминий 8,23 0,48
Железо 5,63 0,49
Кальций 4,15 1,18
Натрий 2,36 1,11
Магний 2,33 0,33
Калий 2,09 1,49
 

     По  элементному составу земная кора представляет собой каркасную постройку, состоящую из ионов кислорода, связанных  с более мелкими ионами кремния  и алюминия. Таким образом, главными минералами являются силикаты, на долю которых приходится ок. 35% всех известных  минералов и ок. 40% — наиболее распространенных. Важнейшие из них  — полевые шпаты (семейство алюмосиликатов, содержащих калий, натрий и кальций, реже — барий). Другие распространенные породообразующие силикаты представлены кварцем (впрочем, он чаще относится  к оксидам), слюдами, амфиболами, пироксенами  и оливином.

     Изверженные породы. Изверженные, или магматические, породы образуются при охлаждении и кристаллизации расплавленной магмы. Процентное содержание различных минералов и, следовательно, тип образовавшейся породы зависят от соотношения элементов, содержавшихся в магме во время ее затвердевания. Каждый тип изверженной горной породы обычно состоит из ограниченного набора минералов, называющихся главными породообразующими. В дополнение к ним могут присутствовать в меньших количествах второстепенные и акцессорные минералы. Например, главными минералами в граните могут быть калиевый полевой шпат (30%), натрий-кальциевый полевой шпат (30%), кварц (30%), слюды и роговая обманка (10%). В качестве акцессорных минералов могут присутствовать циркон, сфен, апатит, магнетит и ильменит.

     Изверженные породы обычно классифицируют в зависимости  от вида и количества каждого из содержащихся в них полевых шпатов. Однако в некоторых породах полевой  шпат отсутствует. Далее изверженные  породы классифицируют по их структуре, которая отражает условия затвердевания  породы. Медленно кристаллизующаяся  глубоко в недрах Земли магма  порождает интрузивные плутонические  породы с крупно- или среднезернистой  структурой. Если магма извергается  на поверхность в виде лавы, она  быстро остывает и возникают тонкозернистые вулканические (эффузивные, или излившиеся) породы. Иногда некоторые вулканические  породы (например, обсидиан) остывают столь  быстро, что не успевает произойти  их кристаллизация; подобные породы имеют  стекловидный облик (вулканические  стекла).

     Осадочные породы. Когда коренные породы выветриваются или размываются, обломочный или растворенный материал оказывается включенным в состав осадочных пород. В результате химического выветривания минералов, происходящего на границе литосферы и атмосферы, формируются новые минералы, например, глинистые — из полевого шпата. Некоторые элементы высвобождаются при растворении минералов (например, кальцита) в поверхностных водах. Однако другие минералы, например кварц, даже механически раздробленные, сохраняют устойчивость к химическому выветриванию. 

     Высвободившиеся при выветривании механически и  химически устойчивые минералы с  достаточно высокой плотностью образуют на земной поверхности россыпные  месторождения. Из россыпей, чаще всего  аллювиальных (речных), добывают золото, платину, алмазы, иные драгоценные камни, оловянный камень (касситерит), минералы других металлов. В определенных климатических  условиях формируются мощные коры выветривания, нередко обогащенные рудными  минералами. С корами выветривания бывают сопряжены промышленные месторождения  бокситов (руд алюминия), скопления  гематита (железных руд), водных силикатов  никеля, минералов ниобия и других редких металлов.

     Основная  масса продуктов выветривания выносится  по системе водотоков в озера  и моря, на дне которых образует слоистую осадочную толщу. Глинистые  сланцы сложены в основном глинистыми минералами, а песчаник состоит преимущественно  из сцементированных зерен кварца. Растворенный материал может извлекаться  из воды живыми организмами или выпадать в осадок в результате химических реакций и испарения. Карбонат кальция  поглощается из морской воды моллюсками, которые строят из него свои твердые  раковины. Бóльшая часть известняков  образуется в результате аккумуляции  раковин и скелетов морских организмов, хотя частично карбонат кальция осаждается химическим путем.

     Эвапоритовые  залежи формируются в результате испарения морской воды. Эвапориты  — обширная группа минералов, в число  которых входят галит (поваренная соль), гипс и ангидрит (сульфаты кальция), сильвин (хлорид калия); все они имеют  важное практическое применение. Эти  минералы осаждаются также при испарении  с поверхности соляных озер, но в этом случае повышение концентрации редких элементов может привести к дополнительному осаждению  некоторых других минералов. Именно в такой обстановке образуются бораты.

     Метаморфические породы

     Региональный  метаморфизм. Изверженные и осадочные породы, захороненные на большой глубине, под действием температуры и давления испытывают преобразования, называющиеся метаморфическими, в ходе которых меняются первоначальные свойства горных пород, а исходные минералы перекристаллизовываются или полностью трансформируются. В результате минералы обычно располагаются вдоль параллельных плоскостей, придавая породам сланцеватый облик. Тонкосланцеватые метаморфические породы называются сланцами. Они часто бывают обогащены пластинчатыми силикатными минералами (слюдой, хлоритом или тальком). Более грубосланцеватые метаморфические породы — гнейсы; в них чередуются полосы кварца, полевого шпата и темноцветных минералов. Когда сланцы и гнейсы содержат какой-либо типично метаморфический минерал, это отражается в названии породы, например, силлиманитовый или ставролитовый сланец, кианитовый или гранатовый гнейс. 

Информация о работе Физические свойства минералов