Контрольная
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ
ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНОЛОИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технологии
стекла и керамики
Индивидуальная работа по курсу минералогии и
кристаллографии
вариант №49
Выполнил студент третьего курса
9-й группы Шульгович Александр
Минск
2001
1. Магматические горные породы. Перлит, пемза,
базальт и их использование для керамического производства.
Магматические
горные породы.
Магматическими, или изверженными горными породами являются продукты застывания
магмы — расплавленного вещества Земли.
В зависимости от состава исходной магмы, от режима ее охлаждения, от
различных условий, связанных с передвижением и взаимодействием с окружающими
породами, формируются магматические горные породы различного состава и
строения.
Различают глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные) магматические
горные породы. Глубинные породы образуются в недрах земли. Здесь процесс охлаждения
магмы и кристаллизации породы идет медленно, при высоком давлении, в более благоприятных
условиях, обеспечивающих полнокристаллическую структуру. Образовавшиеся таким
образом глубинные породы будут полностью закристаллизованы. Излившиеся породы,
формирующиеся ближе к поверхности и на поверхности земли, до затвердевания не
успевают полностью закристаллизоваться, поэтому имеют неполнокристаллическую и
стекловатую структуру.
Важную роль для магматических горных пород играет степень кислотности. В
глубинных ультраосновных горных породах (оливинитах и перидотитах) главным минералом
является оливин. О глубинном образовании этих пород свидетельствует то, что их
ксенолиты выносятся из глубоких (в том числе мантийных) очагов зарождения при
вулканических извержениях и при возникновении кимберлитовых трубок взрыва.
Известны два полиморфа одного состава — оливин (Mg, Fe)2(SiC)4) и
"шпинель" Si(Mg, Fe)2O4, возможно,
что вторая модификация существует еще глубже в мантии как более плотная. В основных,
средних, кислых горных породах островные силикаты играют роль акцессорных минералов
— это некоторые гранаты, циркон, титанит. В гранитных пегматитах образуются совершенные
кристаллы топазов. В щелочных горных породах, в тех разновидностях, которые
содержат нефелин, островные силикаты являются характерными минералами. Это
циркон, титанит, ринколит, лампрофиллит.
Название от
нем. Perle — жемчуг, по своеобразной структуре.
Характерные
признаки. Структура сфероидальная: стекловатая в целом порода
состоит из шариков, похожих на жемчужины, диаметром от 1 до 15 мм, которые либо
вкраплены в стекло поодиночке, либо слагают всю породу. Текстура
тонкополосчатая, флюидальная; бывает пористой, пузырчатой (шлаковидной) либо
плотной; содержание воды до 5-6%. Цвет светло-серый, часто с голубоватым или
желтоватым оттенком. Блеск восковой, эмалеподобный или шелковистый. Менее
прозрачен чем обсидиан. Твердость высокая. Хрупкий. Характерна
концентрически-скорлуповатая (перлитовая) отдельность — результат растрескивания
богатого водой вулканического стекла вследствии сжатия при остывании. Плотность
1300 – 1600 кг/м3 (до 30 – 40% объема породы составляют поры).
Условия
образования и нахождения. Залегают обычно в центральных
частях липоритовых куполов. Происхождение вулканическое. Изменения выражены
слабо. Встречается в Республике Бурятия.
Диагностика.
Характерный признак: вулканическое стекло с перлитовой отдельностью (мелкими
скорлуповатыми шариками).
Название от
лат. pumex — пена.
Характерные
признаки. Структура стекловатая. Текстура пенистая,
пузыристая, губчатая. Пемзами в настоящее время называют вулканические стекла
пузыристого или пенистого сложения. Состав пемз чаще кислый, реже средний. Цвет
белый, светло-серый, желтоватый, реже розоватый, красноватый. Блеск матовый или
шелковистый (у разностей, сложенных волосовидным вспенившимся стеклом). Излом
неровный или раковистый. Твердость высокая. Плотность 400—900 кг/м3.
Пористость около 80%. Плавает на воде.
Условия
образования и нахождения. Тесно ассоциирует с вулканическими
стеклами, туфами и пеплами. Образуется при бурном вскипании лавы вследствие
выделения вулканических газов и паров при извержении. Изменения отсутствуют.
Главнейшие месторождения в Армении.
Диагностика.
Пенистый облик, малая плотность (легче воды), светлые тона окраски, условия нахождения
в природе.
Практическое
значение. Ценный вид минерального сырья. Используется как
абразивный материал, наполнитель легких бетонов, гидравлическая добавка к
цементу и т. п.
Название от
эфиопск, basal — железосодержащий камень.
Характерные
признаки. Структура порфировая или афировая. Основная масса
однородная скрытокристаллическая и стекловатая. Текстура массивная, реже
пористая, пузыристая, шлакообразная: крупные пустоты составляют основной объем
породы, разделяясь лишь тонкостенными перегородками базальта. Основная масса —
нераскристаллизованное вулканическое стекло, густо пропитанное мелкими
частицами магнетита, и смесь микроскопических выделений основного плагиоклаза,
пироксена и оливина, менее — роговой обманки. Вкрапленники: черный пироксен,
иногда темно-зеленый оливин редко роговая обманка и плагиоклаз. Последний
обычно без микроскопа неразличим.
Неизмененные
базальты — это темно-серые, почти черные, вязкие и твердые породы, с трудом
царапающиеся стальной иглой, тяжелые (плотность близка к 3000 кг/м3).
Долериты немного тяжелее базальтов. Характерной чертой строения базальтовых
покровов и потоков является столбчатая, шестигранно-призматическая
контракционная отдельность. Столбы, ориентированные перпендикулярно к
поверхностям контактов базальтовых или диабазовых тел, иногда достигают
десятков метров высоты (длины) и первых метров в поперечнике. Пористость
базальтов возрастает в верхних частях потоков (покровов). Часто здесь
развиваются их пузыристые и шлаковые разности. Такое строение они приобретают
вследствие удаления из лавы вулканических газов.
Миндалекаменными
базальтами, или мандельштейнами, называются разновидности, в которых поры (пустоты)
округлой или эллипсоидальной, реже вытянутой, трубчатой формы заполнены
минералами, отложившимися из сравнительно низкотемпературных растворов.
Минералы, слагающие миндалины в кайнотипных базальтах, представлены чаще всего
агатом, халцедоном, сердоликом, опалом, мелкокристаллическим кварцем, иногда
аметистом, цеолитами, кальцитом, хлоритами и др.
В верхних
частях лавовых потоков или в потоках малой мощности встречаются стекловатые
разновидности базальтов. Среди них выделяются тахилиты — прозрачные зеленые и
менее прозрачные темно-бурые до черных вулканические стекла, похожие на
обсидианы, но легко растворяющиеся в кислотах. Во внутренних и отчасти в нижних
горизонтах мощных базальтовых потоков (покровов), где скорость застывания была
меньше, нередко залегают полнокристаллические мелко- и даже среднезернистые
разности базальтов — долериты. В среднезернистых разностях долеритов можно
различить (особенно под лупой с 7—10-кратным увеличением) отдельные
породообразующие минералы, и резко удлиненные выделения плагиоклаза, типичные
для структур диабазового или офитового типа.
Условия
образования и нахождения. Формы залегания — потоки и покровы,
разделенные отложениями пирокластического (туфового) или осадочного материала.
Мощность единичных потоков базальтовых лав, обладающих в расплавленном
состоянии малой вязкостью, обычно невелика, но, как правило, эти потоки
(покровы) вместе с сопровождающими их туфами залегают друг на друге, образуя
вулканические серии с суммарной мощностью, измеряемой в вертикальном разрезе
сотнями метров (до 1—2 км). Отмеченные породы и палеотипные аналоги базальтовых
пород (диабазы) образуют также целые комплексы лавовых покровов, даек и
пластовых интрузивных залежей (силлов), объединяемые термином трапп.
Происхождение вулканическое. Базальты и долериты — широко распространенные
лавовые продукты подводных и наземных извержений современных и древних
вулканов.
Типичными
районами развития кайнотипных базальтов являются Армения и другие районы
Закавказья, Зап. Украина (р-н Ровно), Вост. Крым (Карадаг), Ю. и Вост.
Прибайкалье (Вост. Саян, Хамар-Дабан) и Зап. Забайкалье (Джидинский р-н),
Витимское плоскогорье, Вост. Тува, где базальты встречаются и на водоразделах,
и в долинах рек. Траппы широко распространены в Ср. и Вост. Сибири,
Болыпеземельской Тундре, в Коми АССР и Ненецком нац. окр. Архангельской обл.
Современные базальтовые лавы известны среди продуктов извержений вулканов
Камчатки.
Диагностика.
Для базальта — черная окраска, прочность и вязкость породы, столбчатая
шестигранно-призматическая отдельность. Минералы вкрапленников только темноцветные.
Для долерита — полнокристаллическая мелкозернистая (офитовая) структура основной
массы.
Практическое
значение. За последние годы все шире используется
базальтовое литьё для изготовления кислотоупорных труб, химической аппаратуры и
т. п. Служат сырьем для новой отрасли промышленности — петрургии, из траппов и
диабазов делают брусчатку для мощения улиц. С траппами связан ряд промышленных
типов месторождений оптического исландского шпата, железных руд (типа
Ангаро-Илимских месторождений в Вост. Сибири), высококачественного графита
(результат метаморфизма каменных углей в контакте с траппами; Курейка и
Тунгусском бассейне), отчасти также самородной меди, медно-никелевых сульфидных
руд. Базальтовые мандельштейны — один из главных источников получения
самоцветных камней — агатов, опалов, сердоликов.
2. Циркон
Циркон
известен с давних времен. Его название произошло от араб. или перс. zar — золото и gun — цвет. Синонимы —
гиацинт, энгельгардит, азорит, ауэрбахит.
Циркон
является островным силикатом — Zr[Si04],
кристаллизующимся в тетрагональной сингонии, дитетрагонально-бипирамидальном
классе симметрии. В качестве примесей цирконы могут содержать железо, кальций,
алюминий, редкие земли, гафний, стронций, скандий, торий, уран, бериллий,
ниобий, тантал, фосфор и др., в связи с чем выделяют ряд разновидностей:
малакон, циртолит, альвит, назгит, хегтвейтит, хагаталит, ямагутилит, олмалит,
гельциркон, аршиновит.
В качестве
ювелирных камней под различными названиями применяются прозрачные красиво
окрашенные цирконы. Гиацинт (старинное название — перадоль) — красно-желто- и
малиново-оранжевый, красный, коричнево-красный, коричневый циркон, окраска которого
напоминает гиацинт — цветок, выращенный, по древнегреческому мифу, Аполлоном из
тела (или крови) прекрасного юноши Гиацинта, любимца Аполлона, убитого богом
ветра Зефиром. Жаргон (одна из форм слова циркон), или цейлонский жаргон,— желтые,
соломенно-желтые и дымчатые цирконы. Их также называют сиамскими алмазами.
Матур-алмаз, или матара-алмаз,— бесцветные цирконы. Названы по местности, где
они встречаются, на юге о. Шри-Ланка недалеко от Матара (Маттураи). Старлит,
или старлайт,— циркон с природной или полученной после термохимической
обработки небесно-голубой окраской. Встречаются зеленые и сиреневые цирконы.
Плеохроизм у
цирконов выражен слабо, только у голубых термообработанных цирконов он довольно
отчетлив. Циркон встречается в природе в виде хорошо образованных кристаллов,
облик которых изменяется в зависимости от условий формирования от длиннопризматического
(в гранитных пегматитах и гранитах) до дипирамидального (в щелочных и
метасоматических породах). Иногда наблюдаются двойники, коленчатые двойники и
сноповидные или радиально-лучистые срастания.
Кристаллы,
как правило, сравнительно небольшие (несколько миллиметров); изредка отмечаются
крупные цирконы массой в десятки и даже сотни каратов. Такие цирконы находятся
в различных музеях мира. В Смитсоновском институте (США) хранятся цирконы с о.
Шри-Ланка массой (в кар): коричневый 118,1, желто-коричневый 97,6, желтый 23,5,
бесцветный 23,9; из Бирмы — красно-коричневый 75,8; из Таиланда — коричневатый
105,9 и голубой 102,2. В коллекции Лондонского геологического музея имеются
цирконы массой (в кар): голубой 44,27, золотистый 22,67, красный 14,34 и
бесцветный 21,32. В Американском музее естественной истории в Нью-Йорке
находится уникальный циркон с о. Шри-Ланка зеленовато-голубого цвета массой 208
кар, в Канадском музее в Торонто — коричневый в 23,8 кар и голубые 17,8 и 61,63
кар. Крупные красивые цирконы были в свое время обнаружены и на Урале.
Месторождения
ювелирного циркона очень редки, хотя циркон как акцессорный минерал широко
распространен в щелочных магматических породах, пегматитах, альбититах, мариуполитах
и др. Они связаны с кимберлитами, сапфироносными щелочными базальтами,
сиенитовыми и миаскитовыми пегматитами и циркон-сапфировыми и цирконовыми россыпями.
Основным
источником ювелирных камней являются месторождения Таиланда, Кампучии,
Вьетнама, Шри-Ланки и Мадагаскара. Имеются также месторождения ювелирного циркона
в Бирме, США (штаты Южная Дакота, Колорадо, Оклахома, Техас, Мэн, Массачусетс,
Нью-Йорк, Нью-Джерси), на Корейском полуострове, в Бразилии, Канаде (провинции
Квебек и Онтарио), Норвегии, Австралии, Танзании. В СНГ ювелирные цирконы встречаются
на Урале и в кимберлитовых и россыпных месторождениях алмазов в Якутии.
Цирконы
ювелирного качества в любом месторождении составляют незначительную часть.
Прозрачные бесцветные и красиво окрашенные цирконы обрабатываются с применением
бриллиантовой или ступенчатой (цирконы с густой окраской) огранки. Из менее
прозрачных камней делают кабошоны. Спрос на цирконы и их стоимость не
стабильны. Наиболее постоянна популярность гиацинтов, особенно возраставшая в XV — XVI вв. и в 30-е г. XIX в. В Индии, Шри-Ланке в изделиях с сапфирами, рубинами,
особенно не очень высокого качества, постоянно применяются бесцветные цирконы
(как прекрасная имитация бриллиантов). Очень широко используются голубые
облагороженные цирконы. В настоящее время применяются цирконы любого цвета.
Наибольшим спросом пользуются камни массой 1—2 кар, цены на них составляют
10—20 дол./кар. С увеличением размера камня возрастает, как правило, и цена:
цирконы в 3—5 кар стоят 20—30 дол./кар. Особо ценятся цирконы пастельно-синего
цвета: в США в 1980 г. цена на такие камни массой в 5—10 кар составляла от 60
до 200 дол./кар.
Бесцветные
цирконы, используемые как не очень дорогая имитация бриллиантов, отличаются от
последних по двупреломлению, высокой плотности и низкой твердости. Цветные
цирконы можно спутать с титанитом, сингалитом, касситеритом, хризолитом,
демантоидом, гессонитом, аквамарином, топазом, турмалином, цветными сапфирами,
синтетическими рутилом и корундами, шпинелью.
3. Тетрагональный скаленоэдр
z
1 2
y
4
x
3
Тетрагональный скаленоэдр – фигура, имеющая простую закрытую
форму, средней категории, тетрагональной сингонии, инверсионно-планальный класс
симметрии. Формула симметрии кристалла Li42L22P.
Установка кристаллов. Определение индексов граней.
α = β = γ = 900
Грань №1
a = 1; b = 3; c = 2 →
Грань №2
a = -3; b = 1; c = 2 →
Грань №3
Грань №4
a = 3; b = -1; c = -2 →
Литература
1.
Буллах А. Г. Общая минералогия.
С.-Петербург: Из-во С.-Петербургского университета, 1999.
2.
Левицкий И. А., Дащинский Л. Г.
Минералогия и кристаллография. Мн.: БТИ им. С. М. Кирова, 1992 г.
3.
Шаскольская М. П. Кристаллография.
М.: Высшая школа, 1976.