Факторы метаморфизма, понятие о метаморфической фации. Изменения минерального состава при метамрфизме гидрооксидов железа, алюминия, марганца.

Минералы, возникаюцие в результате экзогенных и эндогенных процессов минералообразования, могут подвергаться существенным изменениям, если они попадают в область высоких температур и давлений, например, при прогибании земной коры. Совокупность процессов, приводящих к изменению горных пород, называется метаморфизмом. Главными факторами метаморфизма являются температура и давление. Метаморфические процессы выражаются, в основном, в обезвоживании и перекристаллизации пород. Выделяются различные виды метаморфизма, из которых в настоящей работе мы рассмотрим два: контактовый и региональный. Контактово- метасоматические процессы уже были рассмотрены в разделе "эндогенные процессы минералообразования". Региональный метаморфизм происходит на больших глубинах и захватывает огромные площади. Верхним пределом метаморфизма является температура, при которой еще не происходит плавление, т.е. 800 - 850оС на значительных глубинах и 1000-1100оС ближе к поверхности. Давление может быть очень высоким и достигать нескольких десятков тысяч атмосфер. Особо велика роль одностороннего бокового давления - стресса. Его величина сегодня не может быть точно определена, но несомненно она значительно выше величины литостатического давления нагрузки вышележащих пород. Именно стресс вызывает появление характерной сланцеватости (полосчатосги) многих метаморфических образований. Процесс регионального метаморфизма можно разделить на ступени, отвечающие определенным парагенетическим ассоциациям минералов, устойчивым в известных пределах температур и давлений. Такие ступени носят название фаций регионального метаморфизма. Парагенетические ассоциации минералов различных фаций регионально- метаморфизованных пород.

Фация зеленых сланцев: Хлорит, кальцит, кварц, альбит, мусковит, серицит, актинолит, тремолит, тальк, серпентин, магнетит, гематит

Эпидот- амфиболитовая: Роговая обманка, эпидот, биотит, мусковит, кварц, кислые плагиоклазы, гранат, магнетит

Амфиболитовая: Роговая обманка, средние плагиоклазы, биотит, кварц, кианит, магнетит

Гранулитовая: Ромбические и моноклинные пироксены (диопсид, гиперстен), гранат (альмандин), основные плагиоклазы, ортоклаз, кварц, форстерит

Метаморфическая фация - группа пород, минеральные парагенезисы которых отображают сходные Р - Т условия метаморфизма. Выделяют следующие главнейшие метаморфические фации: зеленых сланцев; эпидот-амфиболитовая; амфиболитовая; гранулитовая.

32. преобразование глинистых минералов в процессе метаморфизма.

33. систематика минералов ,типы соединений , их распространенность. В настоящее время в минералогии принята кристаллохимическая классификация минералов. Крупнейшей систематической единицей является ТИП, который объединяет минералы с близким характером химических соединений, родственным типом химической связи. Всего в царстве минералов выделяют 5 типов: простые вещества сульфиды и их аналоги оксиды и гидроксиды соли кислородных кислот галогениды

Типы делятся на классы, объединяющие минералы с более близкими химическими свойствами и типом связи. Тип простых веществ делится на металлы и неметаллы; тип сульфидов на собственно сульфиды, теллуриды и арсениды. Наибольшее число классов выделяется в типе солей кислородных кислот. Классифицировать минералы этого типа наиболее удобно по комплексным анионам - выделяются классы силикатов, боратов, карбонатов, сульфатов и другие. Более дробную классификацию внутри класса рационально проводить по структурным мотивам, как это принято для силикатов.

В настоящем пособии мы рассмотрим наиболее распространенные классы минералов, имеющие наибольшее значение для процессов почвообразования: 1. Силикаты. 2. Карбонаты. 3. Нитраты. 4. Сульфаты. 5. Фосфаты и их аналоги. 6. Галогениды. 7. Оксиды и гидроксиды. 8. Сульфиды и их аналоги. 9. Самородные элементы.

34.Самородные минералы, их характеристика, подклассы, представители. Особенности распределения химических элементов в Земной коре определяются степенью их сродства между собой и в особенности по отношению к сере и кислороду. В соответстнии с этим В.Гольдшмидт подразделил все химические элементы на 4 группы: сидерофильные, халькофильные, литофильные и атмофильные (таблица 1). Сидерофильные элементы часто встречаются в природе в самородном состоянии. Известно около 80 представителей самородных элементов. главным образом металлов, большинство из которых встречается очень редко. Это число значительно больше, чем число химических элементов, входящих в состав этих минералов (около 30). Самородные элементы составляют немногим более 0,1% общей массы земной коры. Наиболее распространены в самородном виде благородные металлы Рt, Аu и примыкающее к ним серебро. Некоторые химические элементы, инертные в природных условиях, встречаются исключительно или почти исключительно в самородном состоянии и носят название благородных элементов. Это прежде всего благородные газы иблагородные металлы (Pt, Au, Os-осмий, Ir- иридий и др.). Самородное состояние обычно для Ag и Си. В виде крупных самородков (в основном метеоритов) известно самородное железо и его сплавы с никелем, реже кобальтом. Самородные металлы редко встречаются в чистом виде, чаще это сплавы с ограниченной или даже полной изоморфной смесимостью. Способность металлов выделяться в виде простых веществ определяется величиной нормального электродного потенциала, в зависимости от которого их располагают в ряд напряжений: К, Са, Nа, Аl, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Наиболее обычны в самородном состоянии металлы, стоящие в этом ряду за водородом - Сu, Hg, Ag, Pt (и платиноиды), Au. Самородное железо и никель встречаются редко и чаще имеют космическое происхождение. Самородные Рb, Sn, Zn чрезвычайно редки и возникают в каких-то особых условиях. Металлы, стоящие в этом ряду левее цинка, за исключением Al, в самородном состоянии неизвестны. Находки самородных Zn и Аl объясняются образованием на поверхности их зерен плотной защитной оксидной пленки. Из неметаллических элементов наиболее обычны в самородном состоянии сера и углерод. Реже встречаются в самородном состоянии так называемые полуметаллы - мышьяк (As), сурьма (Sb), висмут (Bi).

Из неметаллических элементов наиболее обычны в самородном состоянии сера и углерод. Реже встречаются в самородном состоянии так называемые полуметаллы - мышьяк (As), сурьма (Sb), висмут (Bi). Для самородных элементов характерен полиморфизм: сера ( - сера, - сера); углерод (алмаз,

графит, лонсдейлит); металлическое железо ( - Fe, - Fe). Среди этих минералов

обычны твердые растворы типа Au-Ag; Pt-Fe и другие. Их можно рассматривать как сплавы природного происхождения. Огромно количество искусственно получаемых интерметаллических соединений. Отдельные минералы возникают при метаморфических (графит) и биохимических (сера) процессах.

35.Самородные металлы, характеристика,представители. Самородное состояние обычно для Ag и Си. В виде крупных самородков (в основном метеоритов) известно самородное железо и его сплавы с никелем, реже кобальтом. Самородные металлы редко встречаются в чистом виде, чаще это сплавы с ограниченной или даже полной изоморфной смесимостью. Способность металлов выделяться в виде простых веществ определяется величиной нормального электродного потенциала, в зависимости от которого их располагают в ряд напряжений: К, Са, Nа, Аl, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Наиболее обычны в самородном состоянии металлы, стоящие в этом ряду за водородом - Сu, Hg, Ag, Pt (и платиноиды), Au. Самородное железо и никель встречаются редко и чаще имеют космическое происхождение. Самородные Рb, Sn, Zn чрезвычайно редки и возникают в каких-то особых условиях. Металлы, стоящие в этом ряду левее цинка, за исключением Al, в самородном состоянии неизвестны. Находки самородных Zn и Аl объясняются образованием на поверхности их зерен плотной защитной оксидной пленки. По происхождению самородные элементы главным образом связаны с эндогенными процессами минералообразования. Минералы группы платины и железа почти всегда связаны с ультраосновными и основнымимагматическими породами. Золото является типичным гидротермальным минералом. ЗОЛОТО - Au Кубическая сингония Название от корня "сол", входящего в слово солнце. Химически чистое золото в природе практически не встречается. Примеси Аg (до 50%), Сu, Fе и др. металлов. В россыпях по мере удаления от коренных месторождений количество примесей снижается. Увеличивается пробность золота. Экзогенное золото беднее примесями, чем эндогенное. Электрум (Au,Ag) - золото, содержащее до 50% и более серебра. Кристаллы встречаются редко. Мелкие зерна, листочки, пластинки, чешуйки, дендриты, проволочки. Самородки до 70 кг. Цвет золотистый, ярко-желтый до светло-желтого. Цвет черты желтый. Блеск металлический. Ковкое, тягучее: из 1 г золота можно растянуть до 5 км проволоки или раскатать пластинку в 27 м2. Твердость - 3. Излом крючковатый. Диагностика. Цвет, малая твердость, химическая стойкость, отсутствие продуктов окисления. Происхождение. Тонкодисперсное золото в непромышленных количествах распространено очень широко в различных магматических, осадочных и метаморфических породах. Наиболее характерно гидротермальное происхождение золота в кварцевых жилах. Ассоциирует с арсенопиритом, пирротином, халькопиритом, галенитом, блеклыми рудами. Благодаря химической стойкости накапливается в россыпях вместе с кварцем, магнетитом, касситеритом, платиной. При метаморфических процессах устойчиво, известны метаморфизованные песчаники с золотом, халькопиритом, пирротином, пиритом, хлоритом. Значение. Широко используется в ювелирном деле, медицине, некоторых приборах и реактивах. Мировая добыча золота составляет около 1000 тонн в год. Содержание золота в промышленных месторождениях должно быть не менее 4-5 г/т для коренных и не менее 0,1 г/т для россыпных. Сведения о запасах и добыче золота весьма приблизительны. МЕДЬ - Сu Кубическая сингония Название происхождения русского слова медь неясно. Обычно почти не содержит изоморфных примесей. Иногда примеси Аg (от 3-4 до 8%), Аu (от 2 до З%), As, Fe. Экзогенная медь отличается особой чистотой. Самородная медь редко образует хорошо ограненные кристаллы кубического и кубооктаэдрического габитуcа; характерны мелкие вкрапленники, дендриты, ветвистые формы, тонкозернистые порошковатые выделения. Цвет минерала медно-красный. Черта медно-красная блестящая. Блеск металлический, спайности нет. Твердость 2,5-3. Ковкая. Обладает высокой электропроводностью.

Диагностика. По красному цвету свежей поверхности, ковкости и довольно обычным зеленым (малахит) и голубым (азурит) вторичным продуктам других минералов окисленной меди. Происхождение. В зоне окисления сульфидных месторождений в ассоциации с малахитом, оксидами меди, халькопиритом, халькозином, борнитом и лимонитом. Известна самородная медь, возникшая в низкотемпературном гидротермальном процессе минералообразования в ассоциации с кварцем, цеолитами, кальцитом. В поверхностных условиях быстро окисляется, идет образование других медных минералов. Значение. Используется в электротехнике, машиностроении, приборостроении и судостроении. Входит в состав сплавов с оловом (бронза), цинком (латунь) и никелем (мельхиор).

36.Алмаз и графит, их сравнительная характеристика. АЛМАЗ - С Кубическая cингония Название от древнегреческого "адамас" - непобедимый. Иногда содержит в незначительном количестве примеси азота и бора. Образует хорошо ограненные кристаллы в виде октаэдров, ромбододекаэдров, реже кубов. Кристаллы часто округлые. Иногда вокруг кристаллов возникает оболочка, обычно переполненная включениями, мутная, окрашенная. Разновидности: борт - светлоокрашенные сростки и агрегаты, непригодные для огранки. Карбонадо - пористые сростки черного цвета с большим количеством включений графита и др. минералов, плотный, без видимой спайности. Баллас - шарообразный борт, округлые агрегаты радиально-лучистой структуры. Размеры кристаллов небольшие. Редко крупные до 5- 10 карат (1 карат - 0,2 г). Очень редки кристаллы в сотни и даже тысячи карат: алмаз "Куллинан" - 3025; "Орлов" -199.6 карат. Бесцветный или окрашен в зеленый, желтый, дымчатый, черный цвет. Блеск сильный алмазный. Прозрачен. Хрупок. Спайность совершенная. Твердость 10. Изломраковистый. Диагностика. Высокая твердость, сильный блеск, высокое светопреломление. Происхождение. Магматический в связи с ультраосновными щелочными породами (в кимберлитах и лампроитах). Ассоциация с пиропом, ильменитом, оливином,флогопитом, серпентином и магнетитом. Известен в метеоритах, импактитах, гнейсах. В поверхностных условиях устойчив и накапливается в россыпях. Значение. Драгоценный камень 1 класса, используется как абразивный и шлифующий материал. Ограненный алмаз - бриллиант. ГРАФИТ - С Гексагональная сингония Название от греческого "графа" - пишу. Никогда не бывает очень чистым. Примеси Н, N, СО2, СО, СН4, вода, органические вещества. Структура слоистая (рис. 13) с большими расстояниями между слоями, что обусловливает весьма совершенную спайность. Расстояние С - С в пределах слоя 1,42 А, между слоями - 3,44 A. Пластинчатые кристаллы, а также чешуйчатые, пластинчатые агрегаты, округлые выделения, радиально-лучистые и пылевидные частицы. Цвет минерала черный до серебристо- серого. Блеск металлический. Спайность весьма совершенная. Твердость 1.Черта черная: пачкает руки, пишет на бумаге, жирный на ощупь. Шунгит - антрацитоподобная аморфная разновидность углерода. Происхождение. Метаморфический в кристаллических сланцах и гнейсах, мраморах. Образуется за счет органических остатков осадочных пород и за счет разложения карбонатов.Магматический в изверженных породах; пневматолитовый - в кварцевых и пегматитовых жилах. Акцессорный минерал метеоритов. На поверхности легко истирается, вовлекается в круговорот живого вещества. Значение. Для изготовления карандашей; смазочный материал в электротехнической и резиновой промышленности; как замедлитель и отражатель нейтронов в атомной промышленности. Рис. 13а. Структура алмаза Рис. 13б. Структура графита

37.Сульфиды и их аналоги. Этот класс объединяет минералы, представляющие соединения металлов с S - собственно сульфиды, Se - селениды, Те - теллуриды, As - арсениды, Sb - антимониды, Вi - висмутиды, которые выступают в роли анионов. Сюда же относят минералы, в анионной части которых одновременно находятся элементы пятой и шестой групп периодической системы Д.И.Менделеева. Это сульфоарсениды (кобальтин СоAsS, арсенопирит FеAsS) и сульфосоли. В простейшем случае анионы этого класса соединений - одиночные анионы S2-, As3- , образующие моносульфиды. В более сложных - комплексные анионные группировки типа [S2]2- - "гантель"; [AsS]3-, образующие дисульфиды, а также анионные радикалы типа [AsS3]3-, образующие сульфосоли. В качестве катионов в сульфидах наиболее обычны элементы Fе, Со, Ni, Cu, Zn, Pb, Ag, Hg, Mo, As, Sb, причем главенствующее значение имеет железо. Ряд элементов: Cd, In ,Ga, Tl встречаются преимущественно в рассеянном состоянии в виде изоморфных примесей или крайне редко образуют самостоятельные минеральные виды. Для большинства сульфидов характерно широкое развитие изо- и гетеровалентного изоморфизма. Изоморфные замещения характерны как для катионов, так и для анионов. Например, в сфалерите ZnS наблюдается изовалентный изоморфизм Zn2+ = Fe2+,Mn2+, а также гетеровалентный изоморфизм 2Zn2+ = Ag+ + Ga3+; 2Zn2+ = Cu+ + Fe3+. Гетеровалентный изоморфизм в галените РbS осуществляется по схеме 2Pb2+ = Ag+ + Sb3+ (или Bi3+). В галените возможно также изовалентное ограниченное замещание в анионной части S2- = Se2-. Изовалентные замещения характерны также в анионных радикалах блеклых руд: [(As 1-nSbn)S3]3-, As3+ => Sb3+. В сульфидах довольно широко проявлено явление полиморфизма. Это полиморфные модификации ZnS: сфалерит, кубическая сингония и вюртцит, гексагональная сингония; FeS2: пирит, кубическая сингонияи марказит, ромбическая сингония; НgS: киноварь, тригональная сингония и метациннабарит, кубическая сингония; Fe1-xS: пирротин, гексагональная сингония и моноклинная сингония. Сульфиды и их аналоги характеризуются ярко выраженным ковалентным типом химической связи с донорно-акцепторным характером ее проявления и существенным вкладом металлической и вандерваальсовой связей. Изо- и гетеродесмический характер химической связи определяет разнообразие структурных мотивов в сульфидах. Среди них известны минералы с координационной, островной, цепочечной, слоистой и каркасной структурой. Кристаллохимические особенности сульфидов, типы химической связи, состав определяют характерные для сульфидов физические свойства. Для большинства сульфидов с ковалентно-металлическими связями характерны металлический блеск, высокая электропроводность, полупроводниковые свойства. Цвет их серый, желтоватый или бронзово-желтый. Слоистые и цепочечные сульфиды имеют низкую твердость от 1 до 2,5. Координационные моносульфиды имеют умеренную твердость от 2 до 4, а у дисульфидов и их аналогов с возрастанием доли ковалентности твердость достигает 6-6,5 единиц. Существенно ковалентные моносульфиды с координационной (сфалерит), цепочечной (киноварь), молекулярно-слоистой (аурипигмент), молекулярно-островной (реальгар) структурами отличаются алмазным блеском, полупрозрачностью, яркими окрасками, низкой и умеренной твердостью. Сульфиды обычно образуют сплошные кристаллически-зернистые массы, вкрапленники или встречаются в виде кристаллов. Сульфиды с цепочечной структурой часто представлены агрегатами удлиненно-призматических кристаллов до тонкоигольчатых с совершенной спайностью по удлинению (антимонит). Для слоистых сульфидов характерна уплощенно-

таблитчатая форма кристаллов и весьма совершенная спайность в одном направлении (молибденит, аурипигмент). Сульфиды имеют в основном гидотермальное происхождение. Они образуются также в магматическом процессе, характерны в скарнах. В гипергенных условиях образуются в зоне вторичного сульфидного обогащения и в осадочных породах. Для метаморфических процессов и ассоциаций сульфиды не характерны. Сульфиды обнаружены в метеоритах и образцах лунного грунта. В поверхностных условиях сульфиды (за исключением киновари) легко окисляются, переходя в сульфаты. За их счет образуются различные вторичные минералы - окислы, карбонаты, сульфаты, силикаты, а также самородные металлы. Всего к классу сульфидов относят сегодня болев 250 минеральных видов, но общее содержание их в земной коре невелико и не превышает 0.15%. Широко распространены и встречаются в больших количествах около 20 из них. Наибольшее распространение имеют пирит и пирротин, на долю которых приходится около 4/5 всех известных нам сульфидов. Подавляющее же число минералов (около 200) являются редкими и наблюдаются в незначительных количествах. Роль сульфидов чрезвычайно велика как сырья для получения цветных, благородных и многих редких металлов. Особый интерес проявляется к электрофизическим и оптическим свойствам сульфидов. Их специально выращивают в виде монокристаллов, находящих применение в качестве полупроводников. Классификация сульфидов по кристаллохимическому принципу достаточно сложна и различна у разных авторов. Для желающих подробно изучить этот вопрос можно рекомендовать следующую литературу [3, 5]. В настоящем пособии принят порядок описания сульфидов, приведенный в таблице. Координационные Цепочечные Островные галенит РbS куб. сфалерит ZnS куб. халькопирит СuFеS2 тетр. киноварь HgS триг. пирит FeS куб. марказит FeS2 ромб. арсенопирит FeAsS ромб.

38.Слоистые сульфиды, свойства,представители. Аурипигмент (от лат. aurum — золото, золотая краска), также аврипигме́нт, арре́ник, оперме́нт[1] — минерал класса сульфидов состава As2S3, сульфид мышьяка. Сингония моноклинная. Хорошо образованные кристаллы больших размеров редки. Кристаллы столбчатые, короткопризматические, крупнотаблитчатые, обычно с искривлёнными гранями, реже игольчатые. Как правило встречается в виде листоватых, чешуйчатых или зернисто — слюдоподобных агрегатов. Цвет от лимонно-жёлтого до золотисто-жёлтого, на свежем сколе яркий. Цвет черты светло- жёлтый. Блеск от алмазного до металлического, на свежих плоскостях спайности — сильный перламутровый. Спайность весьма совершенная по (010) и неясная по (100), листочки гибкие, но не упругие. Излом ступенчатый (раковистый). Твёрдость 1,5 — 2, мягкий и вязкий, легко режется ножом. Плотность 3,5. Растворим в едком кали (KOH). Обладает специфическим серным запахом, усиливающимся при нагревании. На свету с течением времени «выцветает», окисляясь с поверхности, и переходит в арсенолит (As2O3). Аурипигмент имеет низкотемпературное гидротермальное происхождение. Часто встречается вместе с реальгаром, киноварью, антимонитом в глинах, гидротермально изменённых глинистых мергелях и сланцах, а также в рудных жилах. Кроме того, минерал встречается в виде продукта низкотемпературного изменения содержащих мышьяк минералов или фумарольной деятельности. Наиболее известные месторождения: Лухумское (Грузия, совместно с реальгаром), Менкюле (Якутия), Джульфинское (Нахичевань, Армения). Также встречается в Австрии (Каринтия), Швейцарии, Аллхар (Македония, Греция), Меркур (штат Юта, США), вместе с реальгаром в ряде месторождений Румынии, Турции, Ирана, Средней Азии.

Молибдени́т MoS2 — мягкий свинцово-серый минерал с жирным металлическим блеском, сульфид молибдена. Синонимы: молибденовый блеск, молибденовый колчедан. Гибок, но не эластичен. Генетически связан с гранитами, кварцевыми жилами, грейзенами, иногда с пегматитами. Кристаллы таблитчатые, но чаще встречается в виде агрегатов чешуйчатой или листоватой формы, вкраплений в кварце. В результате гидротермальных процессов осаждается из глубинных горячих вод. Встречается в США (Колорадо, Невада), Канаде, Чили, России (Северный Кавказ, Алтай, Забайкалье, Хибины), Украине (Донбасс, Волынь), Норвегии, Германии, Чехии. Наиболее важное сырье для производства молибдена, получаемого в результате обогащения флотацией. Также из него получают рений, селен. Молибденит — полупроводник, применявшийся в радиотехнике для изготовления детекторов. Подобно графиту используется как компонент смазок, особенно для пар трения, работающих в вакууме. Как компонент смазок в больших объемах используется и в автомобилестроении, но его применение здесь ограничивается, преимущественно, герметично закрытыми узлами (например, ШРУСами), так как в негерметичных узлах под воздействием воды и кислорода воздуха, молибденит превращается в абразивный оксид молибдена

39.Дисульфиды и их аналоги. ПИРИТ (серный колчедан) - FеS2 Кубическая сингония

Название от греческого слова "пир" - огонь, за свойство давать при ударе искры. Изоморфные примеси кобальта, никеля и мышьяка. Кристаллы в виде кубов со взаимно перпендикулярной штриховкой на гранях, реже пентагондодекаэдры и октаэдры (рис. 13). Сплошные плотные массы, друзы, вкрапленники. Цвет соломенно- желтый, блеск металлический, черта черная. Спайности нет. Твердость 6-6,5. Диагностика. От халькопирита и пирротина отличается формой кристаллов и высокой твердостью. От марказита - формой выделения. Происхождение. Гидротермальный в колчеданных залежах. Известен магматический, осадочный и метаморфический пирит. В поверхностных условиях легко окисляется с образованием сульфатов и гидроксидов железа. Значение. Является основным сырьем для производства серной кислоты. Редко из пирита извлекают никель и кобальт. МАРКАЗИТ - FеS2 Ромбическая сингония Название минерала не ясно. Изоморфные примеси мышьяка, таллия, сурьмы, никеля, кобальта. Желваки, почковидные, гребенчатые, натечные агрегаты, конкреции, сферолиты, сплошные массы. Цвет латунно-желтый, блеск металлический. Спайности нет. Черта черная. Твердость 6-6,5. Диагностика. От пирита отличается только формой выделения. Происхождение. В основном экзогенное, иногда низкотемпературное гидротермальное. Встречается значительно реже пирита. Осадочный, в зонах окисления сульфидных месторождений. Часто в угленосных породах. В поверхностных условиях легко окисляется (значительно легче пирита). Значение. В совместных скоплениях вместе с пиритом используетоя как сырье для получения серной кислоты. Иногда может представлять интерес как источник таллия. АРСЕНОПИРИТ (мышьяковый колчедан) - FeAsS Моноклинная сингония Название по составу минерала. Изоморфные примеси кобальта, никеля, сурьмы, селена. Псевдоромбические призматические, иногда короткопризматические кристаллы. Плотные мелкозернистые массы, агрегаты с шестоватой, радиально-лучистой структурой. Цвет от оловянно- белого до стально-серого. Блеск металлический. Спайность средняя. Черта черная. Твердость 5,5- 6. Диагностика. Оловянно-белый цвет, высокая твердость. При истирании издает характерный "чесночный" запах. Происхождение. Характерный минерал гидротермальных жил в ассоциации с кварцем, касситеритом, вольфрамитом. Известен в скарнах. В поверхностных условиях легко окисляется с образованием скородита Fe [AsO4]* 2Н2О и гидроксидов железа, смесей их друг с другом. Значение. Основной источник мышьяка. Иногда попутно извлекают кобальт. Мышьяк используется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, а также в кожевенной, лакокрасочной и других отраслях промышленности. Рис.13. Кристаллы пирита

40. Оксиды, их общая характеристика. К оксидам относятся минералы, представляющие собой соединения металлов и металлоидов с кислородом; гидроксиды содержат группу (ОН)-, добавочные анионы и (или) воду. Оксиды насчитывают около 300 минеральных видов, гидроксиды - более 80. Они составляют 17% массы литосферы. Среди представителей этого класса такие широко распространенные минералы, как семейство кремнезема (кварц, опал и др.), на долю которого приходится около 12.6% от массы литосферы; оксиды и гидроксиды железа (3.9%), алюминия. В строении кристаллических структур оксидов из анионов принимает участие O2- , в гидроксидах - (ОН)- . Размеры ионных радиусов того и другого анионов примерно одинаковы (1.36 A). Известны минералы, которые одновременно содержат О2- и (ОН)- - ионы. В оксидах и особенно гидроксидах установлена также вода - адсорбированная и кристаллизационная. В качестве катионов главную роль играют такие элементы как Si, Ti, Fe, Al, Mn. Химические элементы, входящие в состав оксидов, это литофильные элементы, ("литос" греч. - камень). От халькофильных элементов они отличаются повышенным сродством не к сере, а к кислороду (табл. 1). Таблица 1. Геохимическая классификация элементов (по В.М.Гольдшмидту) Большое число редких гидроксидов являются минералами урана. Для большинства рассматриваемых минералов характерна ионная связьмежду катионами и анионами. Оксидов с ковалентной связью гораздо меньше, хотя к ним относятся весьма широко распространенные минералы семейства кремнезема. В минералах сложного состава, содержащих Fe, Ti, Nb, Ta и др., существуют также компоненты ковалентной и металлической связей. В гидроксидах существенно кроме того влияние водородных связей. В химическом отношении рассматриваемые минералы отчетливо делятся на простые и сложные. Состав их может отклоняться от идеального вследствие изоморфизма, причем изоморфизм более типичен для сложных оксидов, чем для простых. Для простых оксидов характерна чрезвычайная ограниченность изоморфных замещений. Содержание примесей в них обычно не превышает 1% и достигает нескольких процентов только в случае гетеровалентного изоморфизма. Большое ограничение на изовалентный изоморфизм накладывает различие в типе химической связи отдельных минералов. Иллюстрацией этого утверждения является пара минералов: рутил TiO2 (ионная связь) -касситерит SnO2 (ковалентная связь). Здесь полная смесимость достигается только при высокой температуре, тогда как при нормальных условиях она крайне ограничена. Наряду с изовалентным изоморфизмом типа Fе2+ = Mg2+; Fe2+ = Mn2+; Fe3+ = Cr3+; Fe3+ = Al3+; Nb5+ = Ta5+ и, прежде всего в сложных окислах, широко распространен гетеровалентный изоморфизм типа Ca2+Ti4+ = Ce3+Fe3+; 3Fe2+ = 2Fe3+. Изо- и гетеровалентный изоморфизм проявляются в оксидах и гидроксидах с ионной связью, причем в первых полнее, чем в последних. В то же время оксиды с ковалентной связью (кварц, касситерит) характеризуются высокой чистотой и обычно близки к своим теоретическим формулам. Атмофильные Литофильные Халькофильные Сидерофильные H, He, N, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Li, Be, B, C, O, F, Na, Mg, Al, Si, Cl, K,Ca, Sс, Ti, , Cr, Mn, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, TR, Hf, Ta, W, Ra, Th, U Cu, Zn, Ga, Ge, As, S, Se, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Au, Hg, Te, Pb, Bi Fe, Co, Ni, Mo, Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir, Pt

В структурном отношении для оксидов наиболее характерны координационные структуры. Островные структуры не характерны для них. Гидроксиды часто образуют слоистые структуры с ионной связью в пределах слоя и вандерваальсовой связью между слоями. В оксидах каркасной структуры группировки тетраэдров [SiO4] (в кварце), октаэдров [ТiО6 или NbO6] (в пирохлоре) соединяются друг с другом общими атомами кислорода. Особенности кристаллических структур и тип преобладающей в них химической связи определяют особенности физических свойств и морфологии оксидов и гидроксидов. Минералы координационной и каркасной структур в основном имеют изометрический облик, а цепочечные оксиды, как правило, представлены удлиненно-призматическими кристаллами. Минералы ленточных и слоистых структур образуют уплощенно-таблитчатые кристаллы и листовато-чешуйчатые агрегаты, часто с хорошо выраженной спайностью в одном направлении.

41.Группа шпинелидов, их представители. Группа шпинели. В эту группу входят сложные оксиды с общей формулой АВ2О4, где A= Mg2+, Fe2+ иногда Zn2+, Mn2+, Be2+ , а B = Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn3+. Минералы группы шпинели имеют некоторые обшие свойства. Большинство из них кристаллизуется в кубической сингонии. Все эти минералы образуют хорошо ограненные кристаллы октаэдрического габитуса. У них наблюдается высокая твердость, отсутствует спайность, они химически и термически устойчивы. Для всех шпинелидов характерны высокотемпературные условия образования. В поверхностных условиях большинство их устойчиво и сохраняется в россыпях. МАГНЕТИТ (магнитный железняк) - FеFе2О4 Кубическая сингония Название минерала неясно. Часто содержит изоморфные примеси - Mg2+,Mn2+, Ti4+. Мелкозернистые cплошные массы, иногда очень крупные; мелкая вкрапленность, хорошо образованные кристаллы октаздрического, реже ромбододекаэдрического габитуса (рис. 11). Цветжелезо- черный. Блеск металлический. Спайности нет, иногда отдельность. Твердость 5.5-6.0. Черта черная. Сильно магнитен. Излом неровный. Диагностика. Черный цвет, черная черта и сильная намагниченность, а также октаэдрический габитус кристаллов. Происхождение. Контактово-метасоматический в скарнах в ассоциации с гранатом, эпидотом, хлоритом, сульфидами. Метаморфический в железистых кварцитах в ассоциации с гематитом. Магматический в основных горных породах. Гидротермальный. В поверхностных условиях достаточно устойчив и является обычным минералом россыпей. При окислении переходит в мартит - псевдоморфоза гематита по магнетиту, а затем в различные гидроксиды железа. Значение. Ценнейшая руда на железо; попутно извлекаются титан, ванадий, никель и другие элементы. Шпинель,хормит,ильменит,вольфрамит,пирохлор. Рис. 11. Различные формы кристаллов магнетита.

42.Минералы кремнезема.

Кремнезёма минералы, ряд минеральных видов, представляющих собой полиморфные модификации двуокиси кремния; устойчивы при определённых интервалах температуры в зависимости от давления (см.рис. и табл.). Название минерала Система Давление,ам* Темпера- тура, °С Плотность,кг/м " b-кристобалит кубическая 1 1728—1470 2190 b-тридимит гексагональная 1 1470-870 2220 a-кварц гексагональная 1 870—573 2530 b-кварц тригональная 1 ниже 573 2650 b1-тридимит гексагональная 1 163-117 ок. 2260 a-тридимит (метастабильный) ромбическая 1 ниже 117 ок. 2260 a-кристобалит тетрагональная 1 ниже 200 2320 коэсит Метастабильные при низких темпе- ратурах и давлениях моноклинная 35 тыс. 1700—500 2930 стишовит тетрагональная 100—180 тыс 1400—600 4350 китит тетрагональная 350—1260 585-380 2500 * 1 am = 1 кгс/см2@ 0,1 Мн/м2. Основу кристаллической структуры К. м. составляет трёхмерный каркас (см. Кварц), построенный из соединяющихся через общие кислороды тетраэдров (5104). Однако симметрия их расположения, плотность упаковки и взаимная ориентировка различны, что отражается на симметрии кристаллов отдельных минералов и их физических свойствах. Исключение представляет стишовит, основу структуры которого составляют октаэдры (SiO6), образующие

структуру, подобную рутилу. Все К. м. (за исключением некоторых разновидностей кварца) обычно бесцветны. Твердость по минералогической шкале различна: от 5,5 (a-тридимит) до 8—8,5 (стишовит). К. м. обычно встречаются в виде очень мелких зёрен, скрытокристаллических волокнистых (a- кристобалит, т. н. люссатит) и иногда сфероидальных образований. Реже — в виде кристалликов таблитчатого или пластинчатого облика (тридимит), октаэдрического, дипирамидального (a- и b- кристобалит), тонкоигольчатого (коэсит, стишовит). Большинство К. м. (кроме кварца) очень редки и в условиях поверхностных зон земной коры неустойчивы. Высокотемпературные модификации SiO2 — b-тридимит, b-кристобалит — образуются в мелких пустотах молодых эффузивных пород (дациты, базальты, липариты и др.). Низкотемпературный a-кристобалит, наряду с a-тридимитом, является одной из составных частей агатов, халцедонов, опалов; отлагается из горячих водных растворов, иногда из коллоидного SiO2. Стишовит и коэсит встречены в песчаниках метеорного кратера Каньон Дьявола в Аризоне (США), где они образовались за счёт кварца при мгновенном сверхвысоком давлении и при повышении температуры во время падения метеорита. В природе также встречаются: кварцевое стекло (т. н. лешательерит), образующееся в результате плавления кварцевого песка от удара молний, и меланофлогит — в виде мелких кубических кристалликов и корочек (псевдоморфозы, состоящие из опаловидного и халцедоновидного кварца), наросших на самородную серу в месторождениях Сицилии (Италия). Китит в природе не встречен.

43.Гидроксиды,их общая характеристика. Большое число редких гидроксидов являются минералами урана. Для большинства рассматриваемых минералов характерна ионная связьмежду катионами и анионами. Оксидов с ковалентной связью гораздо меньше, хотя к ним относятся весьма широко распространенные минералы семейства кремнезема. В минералах сложного состава, содержащих Fe, Ti, Nb, Ta и др., существуют также компоненты ковалентной и металлической связей. В гидроксидах существенно кроме того влияние водородных связей. В химическом отношении рассматриваемые минералы отчетливо делятся на простые и сложные. Состав их может отклоняться от идеального вследствие изоморфизма, причем изоморфизм более типичен для сложных оксидов, чем для простых. Для простых оксидов характерна чрезвычайная ограниченность изоморфных замещений. Содержание примесей в них обычно не превышает 1% и достигает нескольких процентов только в случае гетеровалентного изоморфизма. Большое ограничение на изовалентный изоморфизм накладывает различие в типе химической связи отдельных минералов. Иллюстрацией этого утверждения является пара минералов: рутил TiO2 (ионная связь) -касситерит SnO2 (ковалентная связь). Здесь полная смесимость достигается только при высокой температуре, тогда как при нормальных условиях она крайне ограничена. Наряду с изовалентным изоморфизмом типа Fе2+ = Mg2+; Fe2+ = Mn2+; Fe3+ = Cr3+; Fe3+ = Al3+; Nb5+ = Ta5+ и, прежде всего в сложных окислах, широко распространен гетеровалентный изоморфизм типа Ca2+Ti4+ = Ce3+Fe3+; 3Fe2+ = 2Fe3+. Изо- и гетеровалентный изоморфизм проявляются в оксидах и гидроксидах с ионной связью, причем в первых полнее, чем в последних. В то же время оксиды с ковалентной связью (кварц, касситерит) характеризуются высокой чистотой и обычно близки к своим теоретическим формулам. В структурном отношении для оксидов наиболее характерны координационные структуры. Островные структуры не характерны для них. Гидроксиды часто образуют слоистые структуры с ионной связью в пределах слоя и вандерваальсовой связью между слоями. В оксидах каркасной структуры группировки тетраэдров [SiO4] (в кварце), октаэдров [ТiО6 или NbO6] (в пирохлоре) соединяются друг с другом общими атомами кислорода. Особенности кристаллических структур и тип преобладающей в них химической связи определяют особенности <