Природные минералы и изделия из камня

(097) 061-13-61

Рудообразующие минералы

Рудообразующие минералы

Драгоценные металлы. Хотя примеси драгоценных металлов присутствуют в огромном количестве разных минералов, для геологов-разведчиков представляют интерес только те минералы, которые содержат их в значимом объеме, рудные минералы. Серебро, скандий и члены платиновой группы металлов, такие, как платина и осмий, это редкие благородные металлы, их месторождения в мире немногочисленны. Там, где они уже обнаружены, добывать их зачастую очень недешево, однако ценность и полезность этих металлов оправдывают и усилия, и затраченные средства.

Драгоценные металлы (серебряная руда (прусит), скандиевая руда (тортвейтит), осмиевая руда (иридосмин), платиновая руда (сперрилит))

Железные руды (гематит, магнетит, сидерит, лимонит, гётит)

Алюминий и марганец. Алюминий самый распространенный металл в земной коре, он составляет до 8% массы земной коры. Соединения алюминия входят в состав практически каждой породы, каждого растения и каждого животного на этой планете. Извлекают алюминий главным образом из боксита. Марганец хотя и не так широко распространен, как алюминий, но тоже обычен, его добывают не только как самородный марганец, но и из руд, например, манганита.

Алюминий и марганец (алюминиевая руда (боксит или гидраргиллит), марганцевая руда (манганит, псиломелан, пиролюзит))

Молибден и вольфрам (молибденовая руда (молибденит, повелит), вольфрамовая руда (шеелит, вольфрамит))

Никель (руда сульфида никеля (никелин или никколит, петландит), руда сульфида никеля (хлоантит или никилевый скуттерудит), латеритовая руда никеля (гарниерит, непуит)

Хром, кобальт, ванадий, титан (хромовая руда (хромит), кобальтовая руда (кобальтин), ванадиевая руда (ванадинит), титановая руда (ильменит, рутил))

Медь. Кроме того что медь со своим характерным красно-золотистым цветом является одним из самых узнаваемых металлов, она еще и самый доступный металл и давным-давно играет важную роль в человеческой жизни. Медь встречается по всему миру и в виде чистого самородного элемента в базальтовых лавах, и в рудах, таких, как халькозин, халькопирит, борнит, куприт, энаргит и ковеллин. Медь присутствует даже в золе морских водорослей, в морских кораллах, моллюсках и печени человека.

Свинец (галенит, миметезит, пироморфит, биндгеймит)

Цинк (смитсонит, сфалерит, цинкит, гемиморфит)

Олово, висмут, ртуть (оловянная руда (касситерин, станин), висмутовая руда (висмутин), ртутная руда (киноварь))

Мышьяк и сурьма (мышьяковая руда (реальгар, аурипигмент, бурнонит, антимонит))

Драгоценные и поделочные камни, полезные ископаемые и минералы. Энциклопедия коллекционера. Джон Фарндон

Источник

Породообразующие и рудообразующие минералы, их роль в строении земной коры и хозяйственной деятельности человека

Основные свойства минералов. Характеристика различных представителей породообразующих и рудообразующих минералов, принадлежащих к разным классам. Строение земной коры. Роль и значение минерально-сырьевой базы в хозяйственной деятельности человека.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный университет

Кафедра почвоведения и геологии

Породообразующие и рудообразующие минералы, их роль в строении земной коры и хозяйственной деятельности человека

Оглавление

Введение

Знание минералов и того, как они образуются, является основой современной технологической культуры, т. к. все неорганические предметы торговли если не минералы, то минерального происхождения.

Наука о минералах представляет одну из важнейших отраслей наук о Земле, а также представляет значительный интерес для астрономов, специалистов керамической промышленности, медицины и металлургии.

Ознакомится с основными теоретическими и прикладными вопросами породообразующих и рудообразующих минералов, выявить их роль и значение в строении земной коры, и хозяйственной деятельности человека

1. Изучить основные свойства и классификации минералов,

2. Рассмотреть различных представителей породообразующих и рудообразующих минералов, принадлежащих к разным классам.

3. Выяснить механизм влияния минералов на строение земной коры

4. Определить роль и значение минерально-сырьевой базы в хозяйственной деятельности человека.

Благодаря применению высокопроизводительных механизмов и аппаратов из земных недр извлекают в достаточных количествах ценные компоненты, образование которых происходило в течение десятков миллионов лет. Длительная и интенсивная добыча отдельных видов минерального сырья привела к истощению многих месторождений. Однако добычу полезных ископаемых надо не прекращать или уменьшать, а, наоборот, расширять и совершенствовать, так как цивилизация в ее современном виде не может пойти на сокращение промышленной и сельскохозяйственной продукции.

Глава 1. Общие сведения о минералах

На рис.1.1. приведены кристаллы четырех хорошо известных минералов. Это кубической формы кристаллы галита ( поваренной соли), шестигранные призмы, увенчанные пирамидами- кристаллы горного хрусталя, восьмигранники или октаэдры магнитного железняка, или магнетита, и двенадцатигранники граната.

Рис.1.2. Кристаллические решетки алмаза (слева) и графита (справа) (А). Форма решеток определяет свойства минералов (Б). Ионы хлора и натрия в кристалле каменной соли [ 3 ]

Способность одинаковых по составу твердых веществ кристаллизоваться в разных модификациях называется полиморфизмом.

По занимаемому в составе горных пород объему минералы делятся на породообразующие и акцессорные. Породообразующими (их около 50) являются минералы, играющие первостепенную роль в составе горных пород. Акцессорные минералы встречаются в виде незначительных примесей (не более 5 % от объема породы) и их наличие не влияет на название породы. Кроме того, выделяют обширную группу рудообразующих минералов, использующихся человеком для производства металлов.

По химическому составу минералы объединяются в классы, подразделяемые на подклассы и, далее, группы. Наибольшее распространение в земной коре получили восемь классов минералов.

1. Самородные минералы состоят только из одного химического элемента. Объединяют около 45 минералов самого разного происхождения, составляющих менее 0,1 % массы земной коры. Большинство имеет огромное хозяйственное значение (алмаз, графит, сера, золото, медь и др.).

4. Фосфаты образованы разного происхождения солями фосфорной кислоты. Класс насчитывает около 200 минералов, составляющих около 0,7 % массы земной коры. Чаще всего применяются для производства фосфорных удобрений магматического происхождения апатит Ca₅ (F, Cl) PO₄₃ и близкий к нему по составу, но гипергенного происхождения фосфорит (фосфат кальция).

5. Сульфаты представляют собой соли серной кислоты. Сульфатам принадлежит большое породообразующее значение, они слагают около 0,1 % массы земной коры. В земной коре широко распространены гипс CaSO₄ x 2H₂O, ангидрит CaSO₄, мирабилит (глауберова соль) Na₂SO₄ x 10H₂O.

6. Карбонаты являются солями угольной кислоты, насчитывают около 80 представителей. Карбонаты составляют до 2 % массы земной коры. Наиболее распространены такие представители, как кальцит CaCO₃, магнезит MgCO₃, доломит CaMg(CO₃)₂, сидерит FeCO₃.

Эти кремнекислородные тетраэдры [SiO4]4- представляют собой те элементарные структуры, из которых построены все силикаты (рис.1.4). Именно за их счет и происходит присоединение ионов Al, Fe, Mg, K, Ca, Na и других. В зависимости от сочетаний этих тетраэдров, все силикаты разделяются на большое количество групп (табл.1.1):

— Островные силикаты сложены изолированными тетраэдрами. Самый распространенный представитель оливин (MgFe)₂SiO₄, гранаты (Mg, Fe, Cа, Mn)3(Аl, Fe, Cr)2 [SiO4]3.

— Листовые (слоевые) силикаты представлены минералами, в которых тетраэдры объединены в ленты, образующие единый непрерывный слой. Наибольшим распространением среди них пользуются такие породообразующие минералы, как слюды: бесцветный мусковит KAl₂ (OH)₂ AlSi₃O₁₀ и его мелкочешуйчатая разновидность серицит, черный биотит K(Mg, Fe)₃ (OH, F)₂ AlSi₃O₁₀. Кроме них часто встречаются метаморфического происхождения серпентин (змеевик) Mg₆(OH)₈ Si₄O₁₀, тальк Mg₃(OH)₂ Si₄O₁₀ и непостоянного состава хлориты.

— Каркасные силикаты представлены группами полевых шпатов и нефелина. Важнейшей из них является группа полевых шпатов, доля которых в массе земной коре достигает 50 %. Каркас полевых шпатов создан тетраэдрами, сцепленными всеми четырьмя вершинами.

Таблица 1.1 Силикатные минералы

По формам нахождения минералы делятся на друзы, представляющие собой скопления кристаллов, приросших к стенкам пещер или к трещинам.

Секреции- результат постепенного заполнения ограниченных пустот минеральным веществом, которое отлагается на их стенках. Они имеют концентрическое строение, которое отражает стадийность роста. Мелкие секреции называют миндалинами, а крупные- жеодами.

Конкреции- более или менее округлые образования, возникшие путем осаждения минерального вещества вокруг какого-либо центра кристаллизации. С этим часто связано концентрическое или радиально-лучистое строение конкреций. Мелкие округлые образования концентрического строения называют оолитами, а более крупные- пизолитами. Их возникновение связано с выпадением минерального вещества в подвижной водной среде.

В природе довольно часто встречаются минералы, имеющие не свойственную их составу форму. Это так называемые псевдоморфозы (от греч. «псевдо»-ложный). Они возникают при физико-химических изменениях ранее существовавших минералов или образуются в пустотах, ранее заполненных другими минералами.

1.2 Основные свойства минералов

Между химическим составом, кристаллической структурой и физическими свойствами минерала существует самая тесная взаимосвязь. Изучение физических свойств позволяет судить о химическом составе и структуре минерала. Кроме того, физические свойства могут представлять большой интерес для определенных областей техники (высокая твердость алмаза, корунда; оптические свойства кварца, флюорита, кальцита). Кроме этого физические свойства минералов позволяют их идентифицировать в полевых условиях.

1.2.1 Физические свойства минералов

Морфология кристаллов

Подавляющее большинство волокнистых, чешуйчатых и пластинчатых минералов принадлежат к низшим сингониям (асбест, хлорит, слюды, глинистые минералы). Некоторые минералы или их агрегаты имеют настолько характерную форму (габитус), что одного взгляда на них бывает достаточно, чтобы его определить. Примерами могут служить кубы пирита «пиритоиды», параллельно-волокнистые агрегаты асбеста или гипса-селенита, оолитовые агрегаты боксита, друзы кварца, натечные агрегаты гётита и т. д.

Одним из решающих признаков определения минералов по внешнему виду иногда служит характерное двойникование. Например, двойники гипса в виде ласточкиного хвоста, крестообразные двойники ставролита.

Блеск

Определяя блеск, надо обращать на возможные специфические эффекты, которые возникают у некоторых минералов в отраженном свете: иризация (лабрадорит, беломорит), астеризм (рубин, сапфир), опалесценция (опал), переливы цвета (тигровые, кошачьи и др. глаза). Такие эффекты обычно обусловлены неоднородностью строения минерала, которая вызывается наличием особо расположенных чередующихся пластинок минерала, наличием пластинчатых вростков, волокнистостью, полостями или разрывами сплошности структуры.

Цвет и черта

Минералы могут обладать характерной собственной окраской и почти всегда иметь эту окраску (правда, ее интенсивность и оттенки могут меняться). Так, например, малахит всегда зеленый, но интенсивность и оттенки зеленого очень различны. Лазурит также имеет фиолетово-синий цвет, оттенки и насыщенность которого могут очень сильно изменяться даже в одном месторождении, от светлого серовато-синего, темно-голубого или синего до фиолетово-синего и насыщенного темно-синего цвета. Окраска обусловлена химическим составом минерала. Эта окраска может изменяться в случае изменения химического состава минерала (например, гранаты могут быть в зависимости от преобладающего элемента-хромофора красными, разовыми, черными, зелеными, коричневыми, оранжевыми, желтыми и др.).

Твердость

Для диагностики минералов используют условные величины относительной твердости, которую обычно выражают в единицах шкалы Мооса (таб.1.2)

Таблица 1.2 Шкала твердости Мооса

Твердость подручного материала

Твердость лезвия ножа

Полевой шпат (ортоклаз или микроклин)

Тверже ножа или стекла

При определении твердости следует учитывать два фактора:

2) Зернистые агрегаты минералов при царапании могут разрушаться, что создает ложное впечатление об их твердости. Чтобы избежать этого надо царапать испытуемым минералом эталонный и наоборот. После царапанья, надо провести пальцем по царапине, чтобы проверить действительно ли остался след или это след черты эталонного минерала. Следует помнить, также, что твердость некоторых анизотропных минералов сильно различается в зависимости от направления. Характерным примером может служить кианит (дистен).

Плотность

Спайность, отдельность и излом

Минерал с тремя направлениями спайности разного качества, относится. Вероятнее всего, к ромбической, моноклинной или триклинной сингонии. Если эти три направления располагаются под прямым углом друг к другу, то минерал должен быть ромбической сингонии.

Четыре одинаковых направления свидетельствуют об октаэдрической, тетраэдрической спайности, например, флюорита.

Шесть одинаковых направлений характерны для додекаэдрической спайности, например, сфалерита.

Во многих минералах сравнительно часто проявляется отдельность, которую на первый взгляд нелегко отличить от спайности. Отдельность подобно спайности часто параллельна возможным граням кристалла. Однако, в отличие от спайности при отдельности число плоскостей конечно, и между ними существуют довольно широкие интервалы. Многие сдвойникованные кристаллы раскалываются вдоль плоскостей срастания двойниковых индивидов.

Прочность

Это сопротивление минерала действию механическому разрушению или деформации при изгибе, разламывании, растирании или резании. Минералы делят на хрупкие (легко рассыпающиеся в порошок) или ковкие (которые можно расплющивать молотком). Кроме того, выделяют режущиеся минералы (которые можно резать ножом, например, антимонит), гибкие, если они легко гнутся (например, тонкие пластинки гипса), и упругие, если после изгиба они возвращаются в исходное положение (например, пластинки слюды). Некоторые минералы называют также вязкими, если их трудно сломать или разбить (например, массивные образцы нефрита или жадеита).

Люминесценция

Некоторые минералы излучают свет при возбуждении различными видами энергии (за исключением накаливания). Люминесценция обычно наблюдается макроскопически, когда минерал облучается длинноволновым (около 365 нм) или коротковолновым (около 253 нм) ультрафиолетовым светом. Под действием этих двух видов излучения минерал может вести себя как одинаково, так и по-разному. Некоторые минералы излучают свет только в одном из этих диапазонов, а другие светятся различным светом в зависимости от длины волны падающего света

При макроскопических испытаниях можно установить только притягивается минерал ручным магнитом или нет. Из обычно встречающихся минералов магнитом притягивается самородное железо, магнетит и некоторые пирротины. Однако многие железосодержащие минералы становятся магнитными после их сильного прокаливания на воздухе; поэтому такие испытания полезны для определения железа в минерале.

Эти свойства для определения минералов используются крайне редко. Разве что для турмалина можно проводить испытания на пироэффект, нагревая его.

Минералы, содержащие уран и торий, обладают радиоактивностью, которая обнаруживается специальными приборами.

1.2.2 Химические свойства минералов