Диагностические признаки минералов

1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Геолого-географический факультет
Рассмотрен и рекомендован
на заседании кафедры минералогии
и петрографии ЮФУ
Протокол №_______
______________
«______»_________________2008 г.
Утверждаю
декан факультета
«____»________2008 г.
Зав. кафедрой___________________
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
учебной дисциплины «МИНЕРАЛОГИЯ»
по направлению 020300 «Геология»
Составитель: доц. Голубова Н.В.
Ростов-на-Дону
2008
2
Аннотация
Учебно-методическое пособие на модульной основе с диагностико-квалиметрическим обеспечением по курсу «Минералогия» содержит учебную
информацию, дополняющую и частично заменяющую учебник. Пособие может
быть использовано при подготовке как к лекционным так и практическим
занятиям.
В пособии даны базовые понятия и определения, доступно и лаконично
описаны
основные
сведения
о
диагностических
признаках
минералов
применительно к учебному плану подготовки бакалавров геологического
профиля
по
характеристике
направлению
минералов,
«Геология».
Основное
которые необходимо
внимание
изучить
уделено
студентам в
соответствии с учебной рабочей программой на лабораторных занятиях.
Приведено описание диагностических признаков 76 минералов.
3
Содержание
Аннотация
2
Введение
4
Модуль 1. Диагностические признаки минералов
5
Проектные задания
13
Тесты рубежного контроля
14
Модуль 2. Минералы – бескислородные соединения
15
Проектные задания
22
Тесты рубежного контроля
22
Модуль 3. Минералы – кислородные соединения
24
Проектные задания
36
Тесты рубежного контроля
36
Модуль 4. Силикаты и алюмосиликаты
37
Проектные задания
49
Тесты рубежного контроля
49
Литература
50
4
Введение
В учебном плане подготовки бакалавров геологического профиля по
направлению «Геология» курс Минералогии стоит вторым в ряду
минералого-петрографической группы дисциплин модуля «Геохимия»
базовой части профессионального цикла. Курс «минералогии» изучается
студентами после «кристаллографии» и является логическим продолжением
изучения предмета «петрография».
Целью изучения «минералогии» является получение студентами
необходимых знаний о составе, физических и химических свойствах
минералов,
об
пространственного
практическом
условиях
их
размещения,
использовании,
образования,
закономерностях
породообразующем
понятие
о
природных
значении
и
минеральных
индивидах, видах, разностях, разновидностях, парагенезисе минералов,
парагенетических ассоциациях, классификации минералов; знакомство с
лабораторными методами изучения минералов, приобретение навыков их
определения и описания в полевых и лабораторных условиях.
Настоящий курс является важнейшим при подготовке студентов
геологических специальностей, так как без знания минералогии невозможно
изучение горных пород.
Изучение данного курса основано на знаниях, приобретенных
студентами в курсах «общей геологии», «общей химии», «общей физики»,
«кристаллографии».
При изучении курса «минералогия» кроме лекционного изложения
основных теоретических положений предусмотрены лабораторные занятия с
коллекциями минералов в специализированном кабинете.
В настоящем учебно - методическом пособии изложены основные
представления о диагностических признаках минералов. Большое внимание
5
уделено характеристике минералов, которые необходимо изучить студентам
в соответствии с учебной рабочей программой на лабораторных занятиях, в
основном, общедоступным способом исследования – макроскопическим
методом
или
определение
минералов
по
внешним
признакам:
морфологическим особенностям, твердости, плотности, цвету, цвету черты,
блеску, спайности, излому, прозрачности и ряду других особых свойств –
магнитности, штриховки на гранях кристаллов, запаху, по главным линиям
на рентгенограммах, по поведению у паяльной трубки (1 – 11). В пособии
приведено описание диагностических признаков 76 минералов.
Итоговой аттестацией является зачет, выставляемый по результатам
текущего контроля знаний.
Модуль 1
Диагностические признаки минералов
К
важнейшим
морфологические
диагностическим
особенности,
признакам
характеризующие
минералов
относятся
форму
выделений
минералов; оптические свойства: прозрачность, цвет минералов, цвет черты,
блеск; механические свойства:
спайность, излом, твердость, хрупкость;
удельный вес и прочие физические свойства, например: вкус, запах,
магнитность, радиоактивность (3,6,8).
Морфологические особенности
Чаще всего минералы встречаются в природе в виде зерен неправильной
формы. Хорошо образованные кристаллы гораздо более редки, их форма
обычно является характерным диагностическим признаком.
Разнообразие существующих форм кристаллов можно подразделить на
три типа.
Изометричные – имеющие близкие размеры во всех направлениях: кубы
(галенит, пирит), тетраэдрит (сфалерит), октаэдры (магнетит, пирохлор),
6
бипирамиды (циркон, касситерит), ромбододекаэдры (гранат), ромбоэдры
(кальцит) и др., а также различные сочетания этих простых форм,
Вытянутые
в
одном
направлении
столбчатые,
-
шестоватые,
игольчатые, волокнистые кристаллы (турмалин, берилл, пироксен, амфибол,
рутил).
Вытянутые в двух направлениях (уплощенные) – таблитчатые,
пластинчатые,
листоватые,
чешуйчатые
кристаллы
(слюды,
хлориты,
молибденит, графит).
Штриховка.
Помимо
формы
кристалла
характерным
свойством
минерала, помогающим его диагностике, является штриховка на гранях:
поперечная параллельная - у кварца, продольная параллельная – у турмалина,
эпидота, либо пересекающаяся – у магнетита.
В природе широко распространены не единичные кристаллы минерала, а
различные их срастания, или агрегаты. Для многих минералов характерны
определенным образом ориентированные закономерные двойниковые сростки
двух
или
более
кристаллов.
Наиболее
широко
распространенные
специфические формы минеральных агрегатов, срастаний и выделений,
получившие особые названия, приводятся ниже.
Зернистые агрегаты. В зависимости от формы слагающих зерен
различают особенно зернистые (состоящие из изометричных зерен), а также
пластинчатые, листоватые, чешуйчатые, волокнистые, игольчатые, шестоватые
и другие агрегаты. По величине зерен бывают агрегаты крупнозернистые – от 1
до 5 мм и мелкозернистые – с зернами менее 1 мм. Зернистыми агрегатами
сложено,
в
частности,
громадное
большинство
изверженных
и
метаморфических горных пород, а также многие осадочные породы, некоторые
типы сульфидных руд и др.
Друзы – сростки правильных, хорошо образованных кристаллов
минералов на стенках пустот различной формы (трещин, каверн, «погребов»,
«занорышей», «пещер») В морфологическом отношении весьма разнообразны:
«щетки» кристаллов, «кристаллические корки» (мелкие тесно сросшиеся
7
кристаллики, сплошь покрывающие стенки узких трещин), «гребенчатые»
сростки. Друзы кристаллов наиболее типичны для пегматитов, некоторых
типов гидротермальных жил и жил альпийского типа.
Секреции – выполнение пустот изометричной, часто округлой формы,
отличающейся концентрически-зональным строением. Внешние зоны секреций
часто
бывают
минералами, а
выполнены
аморфными
или
скрытокристаллическими
во внутренней их части сохраняется полость, на стенках
которой нарастают друзы кристаллов или натечные агрегаты минералов.
Мелкие секреции, встречающиеся в излившихся породах и туфах, называются
миндалинами; крупные, особенно характерные для пегматитов и альпийских
жил, - жеодами.
Конкреции – шарообразные или неправильной формы стяжения и
желваки, образующиеся в рыхлых осадочных породах (илах, глинах, песках). В
отличие от секреций, конкреции разрастаются от какого-либо центра
(обломочного зерна, органического остатка и т.д.), вокруг которого образуется
сгусток коллоидального вещества, впоследствии раскристаллизованного.
Конкреции характерны для фосфоритов, сидеритовых, марказитовых и
других типов руд осадочного происхождения.
Оолиты подобно конкрециям имеют сферическую форму, но величина
их гораздо мельче: от десятых долей миллиметров до 1 - 2 миллиметров. Они
образуются путем наслоения коллоидального материала на песчаники и
органические обломки, находящиеся в подвижных водных средах во
взвешенном состоянии. Оолиты весьма характерны для некоторых известняков,
осадочных железных и марганцевых руд, а также бокситов.
Натечные формы выделений минералов образуются на стенках пустот и
полостей при медленном стекании растворов. К ним относятся известковые и
ледяные сталактиты и сталагмиты пещер, по форме сходные с обычными
ледяными сосульками, почковидные, гроздевидные выделения минералов в
зонах окисления и выветривания рудных месторождений. Размеры и формы
натечных образований могут быть самыми разнообразными: от долей
8
миллиметра до громадных столбов (в больших пещерах). Натечные формы
выделений характерны для многих гипергенных и низкотемпературных
гидротермальных
минералов:
кальцита,
арагонита,
малахита,
гематита,
гидроокислов железа и марганца, опала, гипса, некоторых сульфидов,
смитсонита и др.
Землистые массы – рыхлые, мягкие, мучнистые агрегаты аморфного или
скрытокристаллического строения, сажистые (черного цвета) или охристые
(желтого, бурого и других ярких цветов). Чаще всего образуются при
химическом выветривании горных пород и в зоне окисления руд (например,
руды марганца).
Налеты и примазки – тонкие пленки различных вторичных минералов,
покрывающие поверхность кристаллов или пород. Таковы пленки лимонита на
кристаллах горного хрусталя, примазки медной зелени по трещинам в горных
породах, вмещающих сульфидные месторождения с минералами меди.
Выцветы – периодически появляющиеся (в сухую погоду) и исчезающие
(в дождливые периоды) рыхлые корочки, пленки, налеты, часто пушистые или
моховидные, на поверхности сухих почв, руд и горных пород и по трещинам в
них. Эти образования сложены чаще всего легкорастворимыми водными
хлоридами, сульфатами разных металлов или же другими воднорастворимыми
солями.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1.
Оптические свойства
Прозрачность – свойство вещества пропускать свет. В зависимости от
степени прозрачности все минералы делят на следующие группы: прозрачные –
горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.; полупрозрачные – сфалерит,
киноварь и др.; непрозрачные – пирит, магнетит, графит и др. Многие
минералы, кажущиеся непрозрачными в крупных кристаллах, просвечивают в
тонких осколках или краях зерен.
9
Цвет минералов – важнейший диагностический признак. Во многих
случаях обусловлен внутренними свойствами минерала (идиохроматические
окраски) и связан с вхождением в его состав элементов-хромофоров (Fe, Cr,
Mn, Ni, Co и др.). Например, присутствие хрома обусловливает зеленую
окраску уваровита и изумруда, присутствие марганца – розовую или сиреневую
окраску лепидолита, турмалина или воробьевита. Природа окрашивания других
минералов (дымчатый кварц, аметист, морион и др.) кроется в нарушении
однородности строения их кристаллических решеток, в возникновении в них
различных дефектов. В некоторых случаях окраска минерала может быть
вызвана
присутствием
тончайших
рассеянных
механических
примесей
(аллохроматические окраски) – яшмы, агаты, авантюрин и др.
Для обозначения окраски в минералогии распространен метод сравнения
с окраской хорошо известных предметов или веществ, что отражается в
названиях цветов: яблочно-зеленый, лазурно-синий, шоколадно-коричневый и
т.п. Эталонами можно считать названия цветов следующих минералов:
фиолетовый – аметист, синий – азурит, зеленый – малахит, желтый аурипигмент, красный – киноварь, бурый – лимонит, оловянно-белый –
арсенопирит, свинцово-серый – молибденит, железо-черный – магнетит,
латунно-желтый –халькопирит, металлически-золотистый –золото.
Цвет черты – цвет тонкого порошка минерала. Черту минерала можно
получить при проведении испытуемым минералом по матовой неглазурованной
поверхности фарфоровой пластинки (бисквита) или осколку такой же
поверхности фарфоровой химической посуды. Это – признак более постоянный
по сравнению с окраской. В ряде случаев цвет черты совпадает с цветом самого
минерала, но иногда наблюдается резкое различие: так, стально-серый гематит
оставляет вишнево-красную черту, латунно-желтый пирит – черную и т.д.
Блеск
зависит от показателя преломления минерала, т.е. величины,
характеризующей разницу в скорости света при переходе его из воздушной в
кристаллическую среду. Практически установлено, что минералы с показателем
преломления 1,3-1,9 имеют стеклянный блеск (кварц, флюорит, кальцит,
10
корунд, гранат и др.), с показателем 1,9-2,6 – алмазный блеск (циркон,
касситерит, сфалерит, алмаз, рутил и др.). Полуметаллический блеск отвечает
минералам с показателем преломления 2,6-3,0 (куприт, киноварь, гематит)) и
металлический
–
свыше
3
(молибденит,
антимонит,
пирит,
галенит,
арсенопирит и др.).
Блеск минерала зависит и от характера поверхности. Так, у минералов с
параллельно-волокнистым строением наблюдается типичный шелковистый
блеск (асбест), полупрозрачные «слоистые» и пластинчатые минералы часто
имеют
перламутровый
отлив
(кальцит,
альбит),
непрозрачные
или
просвечивающие минералы, аморфные или характеризующиеся нарушенной
структурой кристаллической решетки (метамиктовые минералы) отличаются
смолистым блеском (пирохлор, настуран и др.).
2. Механические свойства
Спайность – свойство кристаллов
кристаллографических
направлениях,
раскалываться в определенных
обусловленное
строением
кристаллических решеток. Так, кристаллы кальцита независимо от их внешней
формы раскалываются всегда по спайности на ромбоэдры, а кубические
кристаллы флюорита – на октаэдры. Степень совершенства спайности
различается в соответствии со следующей принятой шкалой:
Спайность весьма совершенная – кристалл легко расщепляется на
тонкие листочки (слюда, хлорит, молибденит и др.).
Спайность совершенная – при ударе молотком получаются выколки по
спайности; получить излом по другим направлениям трудно (кальцит, галенит,
флюорит).
Спайность средняя – излом можно получить по всем направлениям, но
на обломках минерала наряду с неровным изломом отчетливо наблюдаются и
гладкие блестящие плоскости спайности (пироксены, скаполит).
11
Спайность
несовершенная
или
отсутствует.
Зерна
подобных
минералов ограничены неправильными поверхностями, за исключением граней
их кристаллов.
Нередко разно ориентированные плоскости спайности в одном и том же
минерале различаются по степени совершенства. Так, у гипса имеются три
направления спайности: по
одному – спайность весьма совершенная, по
другому – средняя и по третьему – несовершенная.
Трещины отдельности, в отличие от спайности, являются более грубыми
и не вполне плоскими; чаще всего ориентированы поперек удлинения
минералов.
Излом. У минералов с несовершенной спайностью существенную роль в
диагностике играет излом – раковистый (кварц, пирохлор), занозистый (у
самородных металлов), мелкораковистый (пирит, халькопирит, борнит),
неровный и др.
Твердость,
или
степень
сопротивления
минерала
внешнему
механическому воздействию. Наиболее простой способ ее определения –
царапание одного минерала другим. Для оценки относительной твердости
принята шкала Мооса, представленная 10 минералами, из которых каждый
последующий
царапает
предыдущие.
За
эталоны
твердости
приняты
следующие минералы: тальк - 1, гипс - 2, кальцит - 3, флюорит - 4, апатит - 5,
ортоклаз - 6, кварц - 7, топаз - 8, корунд - 9, алмаз - 10. При диагностике весьма
удобно также употреблять для царапания такие предметы, как медная (тв.3-3,5)
и стальная (5,5-6) игла, нож (5,5-6), стекло (
5); мягкие минералы можно
пробовать царапать ногтем (тв. 2,5).
Хрупкость, ковкость, упругость. Под хрупкостью в минералогической
практике подразумевается
свойство минерала крошиться при проведении
черты ножом или иглой. Противоположное свойство – гладкий блестящий след
от иглы (ножа) – свидетельствует о свойстве минерала деформироваться
пластически. Ковкие минералы расплющиваются под ударом молотка в тонкую
12
пластинку, упругие способны восстанавливать форму после снятия нагрузки
(слюды, асбест).
3.
Прочие свойства
Удельный вес может быть точно замерен в лабораторных условиях
различными методами; приблизительное суждение об удельном весе минерала
можно получить путем сопоставления его с распространенными минералами,
удельный вес которых принимается за эталон. Все минералы можно разделить
по удельному весу на три группы: легкие – с уд. весом меньше 3 (галит, гипс,
кварц и др.); средние – с уд. весом порядка 3-5 (апатит, корунд, сфалерит, пирит
и др.); тяжелые – с уд. весом больше 5 (киноварь, галенит, золото, касситерит,
серебро и др.).
Магнитность.
Некоторые
минералы
характеризуются
ярко
выраженными ферромагнитными свойствами, т.е. притягивают к себе железные
предметы – опилки, булавки (магнетит, никелистое железо). Менее магнитные
минералы
(парамагнитные)
притягиваются
магнитом
(пирротин)
или
электромагнитом; наконец, имеются минералы, которые отталкиваются
магнитом, - диамагнитные (самородный висмут). Испытание на магнитность
производится с помощью свободно вращающейся магнитной стрелки, к концам
которой подносится испытуемый образец. Так как число минералов,
обладающих отчетливыми магнитными свойствами, невелико, то этот признак
имеет важное диагностическое значение для некоторых минералов (например,
магнетита).
Радиоактивность. Способностью к самопроизвольному альфа-, бета-, и
гамма – излучению характеризуются все минералы, содержащие в своем
составе радиоактивные элементы – уран или торий. В породе радиоактивные
минералы часто бывают окружены красными или бурыми каемками, и от зерен
таких минералов, включенных в кварц, полевой шпат и др., расходятся
радиальные трещинки. Радиоактивное излучение действует на фотобумагу.
13
Другие свойства. Для диагностики в полевых условиях имеют значение
растворимость минералов в воде (хлориды) или кислотах и щелочах, частные
химические реакции на отдельные элементы, окрашивание пламени (например,
минералы, содержащие стронций, окрашивают пламя в красный цвет, натрий –
в желтый). Некоторые минералы при ударе или разломе издают запах (так,
например, арсенопирит и самородный мышьяк испускают характерный
чесночный запах.
Отдельные минералы определяются на ощупь (например, тальк на ощупь
жирный). Поваренная соль и другие солевые минералы легко узнаются на вкус.
Проектные задания
1.
При диагностике минералов их внешний облик является нередко
характерным признаком. Поясните, каким может быть облик минералов?
2.
Известно, что размеры кристаллов различных минералов могут
иметь самые разнообразные размеры. Встречаются кристаллы-гиганты.
Приведите примеры и объясните условия их образования.
3.
Натечные образования присущи аморфным и
скрытокристаллическим минералам. Назовите минералы, образующие
натечные формы.
4.
Твердость минералов определяется сопротивлением, которое
оказывает минерал при его царапании определенными стандартными
минералами, сведенными в шкалу твердости или Мооса. Как в шкале
располагаются минералы и как они определяются с помощью шкалы
твердости?
5.
Окраска минералов подразделяется на три группы:
идиохроматическую, аллохроматическую и псевдохроматическую. Объясните,
каковы причины окраски минералов?
14
Тесты рубежного контроля
1. Габитус кристаллов –
А. внешний вид
Б. внутренне строение
В. состав
2. Сросток кристаллов, имеющих общее основание называется
А. жеода
Б. друза
В. секреция
3. Миндалины – это
А. мелкие секреции (до 10 мм в поперечнике)
Б. округлые образования с внутренним концентрически – зональным
строением
В. крупные образования удлиненной формы
4. При росте кристаллов или заполнении полости веществом от центра к краям
образуются
А. секреции
Б. конкреции
В. жеоды
5. Шаровидные, эллипсоидальные образования размером более 2 мм, имеющие
концентрически – зональное или радиально – лучистое строение называются
А. оолитами
Б. пизолитами
В.псеовдооолитами
Ключи к тестам
1А;
2Б;
3А;
4Б;
5В
Система оценки
Правильные ответы: 100% – отлично; 75% - хорошо; 50% удовлетворительно; менее 50% - неудовлетворительно.
15
Модуль 2
Минералы – бескислородные соединения
а) Простые вещества (самородные минералы)
Представители: золото, медь, алмаз, графит, сера
Золото - Au.
Сингония кубическая; твердость 2 – 3; плотность
колеблется от 15 до 19 в зависимости от примесей. Встречается в виде
неправильных зерен, дендритов, пленок, реже кристаллов – октаэдров,
ромбододекаэдров, кубов; излом крючковатый; спайность отсутствует; блеск
металлический; цвет и черта от золотисто-желтого до серебряно-белого,
розоватого.
Наиболее характерными диагностическими свойствами золота являются
его
золотисто-желтый
цвет,
хорошая
ковкость,
высокая
плотность,
неокисляемость на воздухе и низкая твердость (режется ножом). Главные
линии на рентгенограммах: 2,35; 2,03; 1,226. В кислотах, за исключением
царской водки, не растворяется.
Перед паяльной трубкой (П.п.т.) плавится (температура плавления 1062
о
С).
Золото отличается от пирита и халькопирита
сильным блеском,
характерным оттенком цвета, твердостью, ковкостью, нерастворимостью в
кислотах.
Медь – Cu. Сингония кубическая; твердость 2,5 - 3,0; плотность 8,4 - 8,9.
Образует неправильные плоские дендриты и пластины; редкие кристаллы
имеют форму куба, октаэдра, ромбического додекаэдра. Встречаются двойники
срастания. Спайность отсутствует; весьма ковкая; блеск металлический; цвет
медно – красный; черта металлическая блестящая.
Диагностические признаки: медь легко определяется по цвету, ковкости и
плотности. Главные линии на рентгенограммах: 2,085; 1,806; 1,276. В
разведенной азотной кислоте растворяется легко, хуже в соляной. Раствор с
излишком
аммиака имеет характерный синий цвет. Перед паяльной трубкой
плавится (температура плавления 1083 оС).
16
Самородную медь в сплошных скоплениях можно спутать с никелином и
борнитом. Отличия состоят в том, что никелин нековкий с буровато-черной
чертой и более высокой твердостью; у борнита – индигово-синяя побежалость.
Алмаз – C. Сингония кубическая; твердость 10; плотность 3,5.
Встречается в виде кристаллов и их сростков; спайность совершенная; излом
раковистый, занозистый; блеск алмазный, жирный; цвет бесцветный, голубой,
желтый, коричневый, красноватый, серый, черный.
Для алмаза характерными диагностическими признаками являются
высокая твердость и высокий показатель преломления, кривогранность
кристаллов; люминесценция в ультрафиолетовых лучах (голубовато-синие,
иногда зеленые и желтые цвета). Главные линии на рентгенограммах: 2,05;
1,26; 0,721.
Графит – C. Сингония гексагональная; твердость 1; плотность 2,2 - 2,3.
Встречается в виде пластинчатых и тонкочешуйчатых агрегатов, хорошо
образованные кристаллы известны в известняках и имеют вид шестиугольных
пластинок или табличек; спайность совершенная; излом зернистый, ровный;
блеск сильный, металловидный, матовый, цвет темно-серый, железно-черный.
Черта темно – свинцово - серая.
Диагностические признаки: графит легко узнается по цвету, низкой
твердости и жирности на ощупь. Перед паяльной трубкой не плавится. При
нагревании с калиевой селитрой порошок графита вспыхивает и сгорает в CO2
С
азотной
кислотой
и
бертолетовой
солью
порошковидный
.
или
тонкопластинчатый графит образует графитовую кислоту.
От похожего на него молибденита (MoS2) графит отличается более
темным, железо-черным цветом и более слабым блеском, низкой плотностью, а
также тем, что растирается в порошок.
Сера - S. Сингония ромбическая и моноклинная (несколько полиморфных
модификаций); твердость 1 - 2; плотность 2. Образует сплошные массы,
натечные, землистые скопления, друзы кристаллов, налеты; спайность
несовершенная; излом раковистый и неровный; блеск на гранях алмазный, на
17
изломе жирный и смолистый; цвет желтый, медно-желтый, серый, зеленоватый,
черный; черта бесцветная.
Характерными
диагностическими
признаками
серы
являются
кристаллические формы, цвет, низкая твердость и плотность, жирный блеск на
изломе кристаллов, низкая температура плавления. Главные линии на
рентгенограммах: 3,85; 3,21; и 3,10. В HCl и H2SO4 не растворима. NHO3 и
царская водка окисляют серу, которая переходит в серную кислоту. Сера легко
растворяется в скипидаре и керосине. Перед паяльной трубкой легко плавится и
загорается голубым пламенем с выделением SO2 .
б) Сернистые соединения (сульфиды)
Представители: пирит, марказит, халькопирит, пирротин, галенит,
молибденит, сфалерит, киноварь, аурипигмент
Пирит (серный колчедан) – FeS2. Сингония кубическая; твердость 6 – 6,5;
плотность 5,0 – 5,2. Распространены хорошо образованные кристаллы (кубы,
пентагон-додекаэдры), часто покрытые штриховкой параллельной граням;
проявлена с различной степенью отчетливости, обычно неясная; блеск
металлический; непрозрачный; излом раковистый; цвет латунно-желтый,
золотисто-желтый, иногда с побежалостью; черта зеленовато-серая.
Диагностические признаки. Пирит легко узнается по цвету, форме
кристаллов, штриховатости граней и высокой твердости. Главные линии на
рентгенограммах: 2,696; 1,629; 1,040. В соляной кислоте не растворяется. В
азотной кислоте растворяется в тонком порошке. П.п.т., растрескиваясь,
плавится в магнитный королек.
Пирит отличается от халькопирита, пирротина высокой твердостью, а от
марказита – формой кристаллов.
Марказит (лучистый колчедан) – FeS2. Сингония ромбическая; твердость
5 - 6; плотность 4,7 – 4,9. Встречается в виде желваков, гребенчатых и
копьевидных срастаний кристаллов, образует концентрически-зональные
стяжения,
наблюдаются
двойники;
спайность
несовершенная;
блеск
18
металлический; непрозрачный; излом раковистый; цвет латунно-желтый с
сероватым или зеленоватым оттенком.
Диагностические признаки. Для марказита характерен копьевидный и
таблитчатый облик кристаллов. На свежем изломе наблюдается зеленоватый
оттенок. Главные линии на рентгенограммах: 2,690; 2,412; 1,754. П.п.т. ведет
себя аналогично пириту.
Марказит похож на пирит, от которого отличается формой кристаллов, а в
конкрециях
и
сплошных
массах
–
только
под
микроскопом
и
рентгенометрически.
Халькопирит (медный колчедан) - CuFeS2. Сингония тетрагональная;
твердость 3,5 – 4; плотность 4,1 –4,3. Образует зернистые, сплошные и
вкрапленные
агрегаты,
кристаллы
тетраэдрического
габитуса
редки,
встречаются двойники прорастания; блеск металлический; непрозрачный;
излом неровный, раковистый; цвет латунно-желтый с зеленым оттенком, часто
с черной или пестрой побежалостью; черта зеленовато-черная.
Диагностические признаки. Характерная форма кристаллов, цвет и
небольшая твердость. Главные линии на рентгенограммах: 3,03; 1,855; 1,586.
Растворяется в азотной кислоте. П.п.т. на угле сплавляется в магнитный
королек меди.
Халькопирит похож на самородное золото, пирит, марказит, пирротин.
Отличия: самородное золото имеет сильный блеск, ковкость, не растворяется в
кислотах; пирит и марказит имеют более яркий цвет и большую твердость;
пирротин темнее халькопирита, часто магнитный.
Пирротин (магнитный колчедан) – FeS. Сингония гексагональная;
твердость 4; плотность 4,58 –4,72. Встречается в сплошных массах, в виде
вкрапленных
зерен
неправильной
волокнистые
агрегаты,
кристаллы
формы,
имеют
наблюдаются
таблитчатый,
радиальностолбчатый,
пирамидальный облик, но редки, отмечаются двойники; спайность отчетливая;
блеск металлический; непрозрачный; магнитен; излом неровный; цвет темный,
бронзово-желтый, иногда с пестрой побежалостью; черта черная.
19
Диагностические признаки – цвет и магнитные свойства. Главные линии на
рентгенограммах (для гексагональной модификации): 2,63; 2,062; 1,045.
Растворяется в соляной кислоте. П.п.т. сплавляется в черный магнитный
королек.
Пирротин похож на пирит и халькопирит. Отличия: пирит встречается
обычно в кристаллах и имеет высокую твердость (царапает стекло),
халькопирит латунно-желтый с зелено-черной чертой.
Галенит (свинцовый блеск) – PbS. Сингония кубическая; твердость 2,5 3; плотность 4. Форма кристаллических выделений – гексаэдры, октаэдры,
комбинации куба с октаэдром, сплошные массы; спайность совершенная по
кубу; блеск сильный металлический; непрозрачный; излом плоскораковистый;
цвет свинцово-серый, синевато-серый с красноватым отливом, иногда с
матовой побежалостью; черта серая, черноватая.
Диагностические
признаки:
изометрический
облик
кристаллов,
зернистость агрегатов, совершенная спайность по кубу, большая плотность и
свинцово-серый цвет. Главные линии на рентгенограммах: 2,965; 2,093; 1,324.
П.п.т. легко плавится. С содой дает королек свинца. Легко растворяется в
азотной кислоте.
Молибденит (молибденовый блеск) - MоS2. Сингония гексагональная;
твердость 1 –1,5; плотность 4,7 –5,0. Хорошо образованные кристаллы
представлены гексагональными табличками, встречается в виде листоватых,
чешуйчатых агрегатов, сферолитов; спайность совершенная по базису; блеск
металлический;
цвет свинцово-серый; черта серая, растертая черта обретает
луково-зеленый цвет.
Диагностические признаки. Свинцово-серый цвет, серый цвет черты, часто
с зеленоватым оттенком, низкая твердость и совершенная спайность. Главные
линии на рентгенограммах: 2,045; 1,826; 1,534. Трудно растворяется в азотной
кислоте и в царской водке. П.п.т. не плавится, окрашивает пламя в слабый
желтовато-зеленоватый цвет.
20
Молибденит похож на графит. Последний имеет более темный железочерный цвет и металловидный блеск, низкую плотность и растирается в черную
пыль.
Сфалерит (цинковая обманка) - ZnS. Сингония кубическая; твердость
3,5 - 4; плотность 3,9 – 4,2. Образует зернистые скопления, иногда оолиты и
концентрически-зональные
додекаэдрического
агрегаты,
габитуса,
двойники;
кристаллы
спайность
тетраэдрического
совершенная;
и
блеск
алмазный, иногда металловидный; излом неровный; цвет светло-коричневый
до черного, редко зеленый и красный, бесцветный; черта от белой до
коричневой.
Диагностические признаки: форма кристаллов, их цвет и совершенная
спайность.
Главные
линии
на
рентгенограммах:
3,116;
1,908;
1,630.
Растворяется в соляной кислоте. П.п.т. растрескивается и почти не плавится. В
окислительном пламени на угле дает белый налет окиси цинка.
Сфалерит похож на вольфрамит, на изометричные кристаллы касситерита.
Отличия: вольфрамит образует пластинчатые кристаллы, имеет спайность в
одном направлении, высокую плотность и густую бурую черту; у касситерита
тетрагональные кристаллы без спайности, с высокой твердостью и высокой
плотностью.
Киноварь (ртутная обманка) – HgS. Сингония тригональная; твердость 2
–2,5; плотность 8,09 – 8,20. Встречается в виде вкрапленных зерен, зернистых
скоплений. Землистых и порошковидных примазок и налетов, реже в виде
кристаллов, редки двойники; спайность совершенная; блеск алмазный;
полупрозрачная; излом полураковистый, неровный; цвет красный, иногда со
свинцово-серой побежалостью; черта ярко-красная
Диагностические признаки: красный цвет, низкая твердость и высокая
плотность.
Главные
линии
на
рентгенограммах:
3,372;
2,869;
Растворяется в царской водке и в растворах сульфидов едких щелочей.
2,074.
21
Аурипигмент As2S3. Сингония моноклинная; твердость 1,5 - 2; плотность
3, - 3,5. Встречается в виде листоватых, столбчатых и зернистых скоплений,
порошковидных и радиально-игольчатых и волокнистых агрегатов, а также
кристаллов призматического габитуса; спайность весьма совершенная; блеск
стеклянный, алмазный, жирный, перламутровый; просвечивающий; цвет
лимонно-желтый, иногда с буроватым или красноватым оттенком; черта
светло-желтая, желтая
Диагностические признаки: лимонный цвет, низкая твердость, весьма
совершенная спайность. Главные линии на рентгенограммах: 4,77; 2,83; 2,71.
Растворяется в щелочах и царской водке. П.п.т. на угле легко плавится с
кипением и улетучивается с резким запахом чеснока. В закрытой трубке
плавится и дает темно-желтый возгон.
Аурипигмент похож на урановые слюдки. Отличие в том, что слюдки
радиоактивные.
в) Галоидные соединения (галогениды)
Представители: галит, сильвин, флюорит.
Галит (каменная соль) – NaCl. Сингония кубическая; твердость 2,2;
плотность 2,2 – 2,3. Образует кубические кристаллы, зернистые агрегаты,
плотные
массы;
спайность
совершенная
по
кубу,
прозрачный,
просвечивающий; блеск стеклянный; излом раковистый; цвет красный, желтый,
синий, бесцветный, серый, белый; черта белая.
Диагностические признаки – низкая твердость, спайность. В воде легко
растворяется, имеет приятный соленый вкус, чем и отличается от очень
похожего сильвина, также легко растворяющегося в воде, но имеющего едкий
вкус.
Главные линии на рентгенограммах: 1,990; 1,259; 1,149. П.п.т. плавится,
окрашивая пламя в желтый цвет.
Сильвин – KCl. Сингония кубическая; твердость 1, - 2; плотность 1,97 –
1,99. Встречается в виде кубических кристаллов, плотных, зернистых масс;
22
спайность весьма совершенная по кубу; прозрачный, просвечивающий; блеск
стеклянный; излом неровный; цвет водянопрозрачный, бесцветный, темнокрасный, розовый; черта белая.
Диагностические признаки – вкус едкий, легко растворяется в воде.
Главные линии на рентгенограммах: 2,225; 1,403; 1,045. П.п.т. легко плавится,
окрашивая пламя в фиолетовый цвет.
Флюорит (плавиковый шпат) - CaF2. Сингония кубическая; твердость
4; плотность 3,1 -3,2. Образует кубические кристаллы, реже октаэдры,
ромбододекаэдры, двойники; спайность весьма совершенная по октаэдру;
прозрачный, просвечивающий; блеск стеклянный, излом ровный; цвет желтый,
зеленый, фиолетовый, красный, бесцветный; черта бесцветная, белая.
Диагностические
признаки
–
цвет,
спайность,
твердость,
форма
кристаллов. Главные линии на рентгенограммах: 3,148; 1,928; 1,644. Полностью
растворяется только в концентрированной серной кислоте с выделением
плавиковой
кислоты.
П.п.т.
плавится
с
трудом,
при
нагревании
растрескивается, обычно со свечением (флюоресценция).
Проектные задания
1.
Некоторые химические элементы встречаются главным образом как
самородные. Как иначе они называются, дайте характеристику представителям.
2.
Самородные элементы подразделяются на четыре группы, назовите
их, охарактеризуйте представителей.
3.
Алмаз и графит состоят из углерода, но их свойства резко
отличаются. Чем можно объяснить такое различие?
4.
Среди сульфатов встречаются «блески», «обманки», «колчеданы».
Объясните, чем обусловлены такие названия.
5.
Минералы
относятся
к
группе
хлоридов.
Расскажите
о
диагностических признаках минералов и объясните, какие условия необходимы
для их образования.
23
Тесты рубежного контроля
1. Основным минералом, являющимся поисковым признаком на алмазы
является
А. киноварь
Б. пироп
В. кальцит
2. Шунгит – это разновидность
А. хромита
Б. пиролюзита
В. графита
3. Морион – разновидность
А. черного кварца
Б. черного турмалина
В. черного корунда
4. Пирит имеет
А. гексагональную сингонию
Б. кубическую сингонию
В. моноклинную сингонию
5. Флюорит иначе называют
А. плавиковый шпат
Б. горький шпат
В. магнезиальный шпат
Ключи к тестам
1Б;
2В;
3А;
4Б;
5А
Система оценки
Правильные ответы: 100% – отлично; 75% - хорошо; 50% удовлетворительно; менее 50% - неудовлетворительно.
24
Модуль 3
Минералы – кислородные соединения
а) Окислы и гидроокислы
Представители: корунд, гематит, магнетит, кварц, халцедон, опал,
касситерит, хромит, вольфрамит, гидроокислы марганца и алюминия
Корунд – Al2O3. Сингония тригональная; твердость 9; плотность 4.
Наблюдается в виде вкрапленников, реже в зернистых скоплениях. Кристаллы
характеризуются бочковидным, столбчатым, пирамидальным и пластинчатым
обликом;
спайность
отсутствует;
блеск
стеклянный;
излом
неровный,
раковистый; цвет синевато- или желтовато-черный (сапфир-синий, рубинкрасный, лейкосапфир –бесцветный); черты не дает.
Диагностические признаки корунда – форма кристаллов, шероховатость
на гранях, синевато-серая окраска, высокая твердость. Главные линии на
рентгенограммах: 2.081; 1,599; 1,374. Перед паяльной трубкой не плавится, в
кислотах не растворяется.
Корунд похож на дистен, от которого отличается отсутствием спайности
и высокой твердостью. Рубин можно спутать с красной шпинелью, но она
имеет другую форму кристаллов, в зернистых агрегатах отличие между ними
устанавливается под микроскопом.
Гематит (красный железняк) - Fe2O3. Сингония тригональная;
твердость 5,5
- 6; плотность 5,0
-
5,2. Встречается
в сплошных,
скрытокристаллических, листоватых и чешуйчатых, а также землистых
агрегатах (железный блеск, красный железняк; красная стеклянная голова);
образует полисинтетические двойники и эпитаксические срастания с рутилом,
магнетитом, шпинелью; спайность отсутствует; излом полураковистый до
неровного; блеск полуметаллический; полупрозрачный в тонких пластинках;
цвет железо-черный в кристаллических разностях, в землистых ярко-красный;
черта
вишнево-красная;
свойствами.
обладает
магнитными
и
полупроводниковыми
25
Диагностические признаки гематита – вишнево-красная черта, высокая
твердость, пластинчатые и чешуйчатые агрегаты. Главные линии на
рентгенограммах - 2,696; 2,518; 1,834. Растворяется в концентрированной
соляной кислоте. Перед паяльной трубкой не плавится. В восстановительном
пламени становится магнитным.
Гематит похож на ильменит, бурые железняки. Отличие состоят в том,
что у ильменита черная до бурой черта; магнетит обладает магнитными
свойствами; бурые железняки имеют коричнево-бурую черту.
Магнетит (магнитный железняк) - FeFe2O4
Сингония кубическая;
твердость 5,5-6; плотность 4,8-5,3. Встречается в виде тонкозернистых
массивных агрегатов и вкрапленников, а также хорошо образованных
кристаллов, вросших в породу, отмечаются двойники; спайность отсутствует;
излом неровный; блеск металлический; сильно магнитен; непрозрачен; цвет
железо-черный; черта – черная.
Диагностическими признаками магнетита являются магнитные свойства,
габитус кристаллов, черный цвет черты. Главные линии на рентгенограммах:
2,549; 1,612; 1,479. Магнетит растворяется в соляной кислоте, но только в
порошке. Перед паяльной трубкой (П.п.т.) не плавится.
Магнетит похож на гематит, гетит, от которых отличается магнитностью
и черным цветом черты.
Кварц – SiO2 . Существует две модификации: низкотемпературный
тригональной сингонии и высокотемпературный гексагональный сингонии,
наиболее распространенной в природе является низкотемпературный кварц, для
которого приводятся описания; твердость 7; плотность 2,69. Образует
кристаллические и зернистые агрегаты, кристаллы, друзы, щетки, жеоды;
спайность весьма несовершенная; излом раковистый, неровный; блеск
стеклянный (на гранях) до алмазного, жирного, матового (на изломе);
прозрачен; цвет обусловлен присутствием примесей; разновидности – горный
хрусталь (прозрачный), аметист (фиолетовый), раухтопаз (серый), морион (буро
26
- черный),
цитрин (желтый), празем (зеленый), розовый, молочный кварц,
сагенит (волосатик - с включениями рутила); черта бесцветная.
Диагностическими признаками кварца являются габитус кристаллов,
отсутствие спайности, раковистый излом, стеклянный блеск. Главные линии на
рентгенограммах: 3,34; 1,813; 1,539. В кислотах не растворяется, исключение
фтористоводородная кислота.
Кварц
похож на нефелин и кордиерит, от которых отличается
оптическими свойствами.
Халцедон – SiO2
скрытокристаллическая разновидность кварца;
твердость 7 - 8; плотность 2,5 - 2,6. Встречается в виде натеков, желваков,
корок, конкреций, псевдоморфоз, землистых агрегатов; спайность отсутствует;
излом раковистый, неровный; блеск восковой, матовый; цвет серый, белый,
желтоватый, (разновидности – сердолик или корнеол желто-красный, сапфирин
голубовато-серый, хризопраз яблочно-зеленый, гелиотроп зеленый с красными
пятнами, красивые окраски имеют агаты, ониксы, черта бесцветная.
Опал – SiO2
Х
nH2O. Твердость 5 - 6; плотность 1,9 - 2,5. Образует
натечные почковидные образования, сталактиты, сплошные или землистые
скопления, псевдоморфозы по органическим остаткам; спайность отсутствует;
излом раковистый; блеск стеклянный; цвет белый, серый, желтый, голубой и
др. (разновидности: огненный опал красный до медно-желтого; молочный опал
молочно-белый); черта белая.
Диагностические признаки: перед паяльной трубкой выделяет воду,
иногда краснеет. На кривых нагревания опала отмечается эндотермический
эффект при температуре около 130оС и экзотермический эффект при
температуре около 640 оС. Опал легко диагностируется под микроскопом, он
изотропен, имеет показатели преломления 1,40 - 1,46.
Касситерит (оловянный камень) – SnO2 . Сингония тетрагональная,
твердость 6 - 7; плотность 6,5 - 7,0. Встречается преимущественно в виде
хорошо
образованных
кристаллов,
имеющих
бипирамидальный,
бипирамидально - призматический габитус, столбчатые, игольчатые кристаллы;
27
двойники, желваки, натеки; спайность несовершенная; излом полураковистый;
блеск
алмазный,
жирноватый;
цвет
желтоватый,
красно-коричневый,
коричнево-черный; черта буроватая, светлая.
Диагностические признаки касситерита – форма кристаллов, двойники и
высокая плотность. Главные линии на рентгенограммах: 1,758; 1,213; 1.079. В
кислотах не растворяется. Перед паяльной трубкой не плавится.
Касситерит можно спутать с рутилом, имеющим плотность 4,2 - 4,3, и с
цирконом, у которого твердость выше (7 - 8).
Хромит – (Mg,Fe)Cr2O4. Сингония кубическая; твердость 5,5 - 6;
плотность 4,5 – 4,8. Встречается в виде сплошных зернистых агрегатов,
неправильных зерен, кристаллы октаэдрического габитуса редки; спайность
отсутствует; блеск металловидный; излом неровный; цвет черный; черта бурая.
Диагностические признаки – черный цвет, бурая черта, высокая
твердость, реакция на хром. В кислотах не растворяется. П.п.т. не плавится.
Вольфрамит – (Mn, Fe)WO4. Сингония моноклинная; твердость 5 – 5,5;
плотность 7,1 – 7,5. Образует сплошные скопления, крупнозернистые агрегаты,
а также толстотаблитчатые, призматические, иногда шестоватые кристаллы,
двойники; разновидности: ферберит – железистая и гюбнерит – марганцевая;
спайность совершенная по боковым граням; блеск металлический, жирный, на
плоскостях спайности металловидный алмазный; излом неровный; цвет бурочерный, красновато-коричневый; черта от красно-бурого у ферберита до
светло-желтого у гюбнерита.
Диагностические признаки – цвет минерала и черты, спайность, высокая
плотность. Главные линии на рентгенограммах: 2,989; 2,497; 1,783 (для
гюбнерита); 2,933; 2,188; 1,711 (для ферберита). Растворяется в горячей
концентрированной серной и соляной, а также в царской водке. П.п.т. легко
плавится, образуя магнитный королек.
Манганит – MnO(OH). Сингония моноклинная; твердость 3 – 4;
плотность 4,2 – 4,33. Встречается в виде тонкокристаллических агрегатов,
оолитов,
натечных
форм,
сложенных
шестоватыми,
лучистыми
и
28
волокнистыми агрегатами, редко кристаллов столбчатого и игольчатого облика;
спайность совершенная; блеск полуметаллический; прозрачен только в тонких
осколках; излом неровный; цвет черный; черта бурая.
Диагностические признаки: столбчатый облик, диагностика проводится
только по рентгенограммам, где главные линии – 3,40; 2,65; 2,41. Растворяется
в концентрированной соляной кислоте. П.п.т. не плавится.
Псиломелан – mMnO x MnO2 x nH2O. Сингония ромбическая или
моноклинная; твердость 5 - 6; плотность 3,95 – 4,71. Образует натечные
агрегаты с концентрически-зональным строением, дендриты; спайность
отсутствует; блеск полуметаллический, матовый, смолистый; излом неровный,
шероховатый; непрозрачный; цвет черный, буровато-черный; черта черная.
Диагностические признаки. Псиломелан определяется только с помощью
химического анализа. Растворяется в соляной кислоте. П.п.т. не плавится.
Диаспор – AlO(OH). Сингония ромбическая; твердость 6,5 - 7; плотность
3,5 – 3,5. Встречается в виде чешуйчатых агрегатов, тонкопластинчатых,
таблитчатых, столбчатых кристаллов; спайность средняя, спайные пластинки
хрупки; блеск на изломе стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый;
излом неровный, полураковистый; цвет буроватый, коричневатый, светлолиловый; черта белая.
Диагностические признаки – высокая твердость, чешуйчатые агрегаты. В
кислотах не растворяется.
Диаспор похож на гидраргиллит, от которого отличается твердостью.
Бемит - AlO(OH). Сингония ромбическая; твердость 3,5 - 4; плотность
3,019. Встречается в виде криптокристаллических (плотных) масс, кристаллы
редки; спайность совершенная; цвет белый, бесцветный, бледно-желтый; черта
белая, серая.
Диагностические признаки. Наиболее надежно минерал определяется
рентгенометрически, где главные линии на рентгенограммах – 2,344; 1,849;
1,306. В кислотах не растворяется. П.п.т. не плавится.
29
Гидраргиллит (гиббсит) – Al(OH)3. Сингония моноклинная; твердость
2,5 - 3,5; плотность 2,43. Образует лучисто-листоватые, натечные агрегаты,
скрытокристаллические массы, кристаллы шестиугольно-таблитчатого облика
редки, характерны двойники;
спайность весьма совершенная; блеск
стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый; прозрачный; излом
неровный или полураковистый; цвет белый, желтоватый, зеленоватый,
красноватый; черта белая.
Диагностические признаки: светлые оттенки окраски, стеклянный блеск,
совершенная спайность. Главные линии на рентгенограммах: 4,82; 2,378; 1,458.
Медленно растворяется в концентрированной серной кислоте и легко в горячих
щелочах. П.п.т. не плавится.
Гидраргиллит похож на диаспор и светлую мелкочешуйчатую слюду, от
которых отличается по оптическим константам, диаспор гораздо тверже (легко
царапает стекло), а слюда значительно тяжелее.
б) Карбонаты (соли угольной кислоты)
Представители: кальцит, арагонит, сидерит, магнезит, доломит, малахит
Кальцит (известковый шпат) – CaCO3. Сингония тригональная;
твердость 3; плотность 2, - 2,8. Встречается в виде зернистых скоплений, друз,
жеод,, натечных форм, хорошо образованных кристаллов скаленоэдрического,
призматического, ромбоэдрического габитусов, часты двойники; выделяются
разновидности:
исландский
шпат
–
бесцветный,
прозрачный
кальцит,
волокнистый кальцит, кальцитовые ониксы; спайность совершенная; блеск
стеклянный и матовый; цвет разных оттенков, чаще белый; черта белая, светлосерая.
Диагностические признаки – ромбоэдрическая совершенная спайность,
бурная реакция с соляной кислотой. Главные линии на рентгенограммах: 3,029;
1,869; 1,044. П.п.т. не плавится, растрескивается и разлагается, ярко светится и
окрашивает пламя в оранжевый цвет.
30
Кальцит отличается от доломита по реакции с соляной кислотой, от
похожего арагонита – формой кристаллов.
Арагонит – CaCO3. Сингония ромбическая; твердость 3,5 - 4; плотность
2,5 - 3,0. Встречается в виде шаровидных, оолитовых, ветвистых агрегатов,
натечных
форм,
шестоватых
агрегатов,
состоящих
из
кристаллов
призматического, остропирамидального и игольчатого облика, образует
двойники; разновидности: гороховый (икряной) камень, состоящий из
сцементированных оолитов, железные цветы – натечный арагонит в виде
спутано-волокнистых стеблей белого цвета, конхит – в раковинах многих
низших животных; спайность практически отсутствует, иногда отмечается
несовершенная; блеск стеклянный, на изломе жирный; прозрачный; излом
раковистый; цвет белый, водяно-прозрачный.
Диагностические признаки: облик кристаллов, бурная реакция с соляной
кислотой. Главные линии на рентгенограммах: 3,391; 1,971; 1,738. П.п.т. такое
же как и у кальцита.
Арагонит часто путают с кальцитом, от которого отличается реакцией
Мейгена (при кипячении в растворе азотнокислого кобальта порошок арагонита
быстро окрашивается в лиловый цвет, кальцит же приобретает синеватый или
зеленоватый цвет только при длительном кипячении).
Сидерит (железный шпат) – FeCO3. Сингония тригональная; твердость
4 – 4,5; плотность 3,7 – 3,9. Образует зернистые агрегаты, иногда шаровидные
конкреции с радиально-лучистым строением, встречается в виде землистых
масс, натечных и оолитовых форм, ромбоэдрических кристаллов; спайность
совершенная
по
ромбоэдру;
просвечивающий,
непрозрачный,
блеск
стеклянный, перламутровый, с пестрой бурой побежалостью; излом зернистый,
шпатоподобный; цвет желтый, желтовато-серый, буровато-серый, буроватожелтый, черный; черта бесцветная, у измененных (лимонитизированных)
образцов – бурая, черная.
31
Диагностические признаки интенсивно растворяется в подогретой
соляной кислоте, Главные линии на рентгенограммах: 2,791; 2,135; 1,733. П.п.т.
не плавится, становится трещиноватым, буреет и чернеет.
Сидерит отличается от кальцита слабой растворимостью в холодной
разбавленной соляной кислоте, от доломита – характерными бурыми
изменениями по трещинам спайности.
Магнезит (горький шпат) – MgCO3. Сингония тригональная; твердость
4 – 4,5; плотность 2,90 – 3,10. Встречается в виде крупнозернистых агрегатов,
кристаллы ромбоэдрического облика редки; спайность совершенная по
ромбоэдру; слабопросвечивающий; блеск стеклянный; излом раковистый у
плотных разностей; цвет белый, желтоватый или сероватый; черта белая.
Диагностические признаки – ромбоэдрическая спайность, химический
состав, кривые нагревания. Главные линии на рентгенограммах: 2,737; 1,697;
0,912. Растворяется в горячих кислотах. П.п.т. не плавится, только
растрескивается.
От похожего доломита отличается с трудом, по отношению к холодной
соляной кислоте.
Доломит – CaMg(CO3)2. Сингония тригональная; твердость 3,5 - 4;
плотность 2,8 – 2,9. Образует кристаллически зернистые сплошные массы,
кристаллы ромбоэдрического габитуса, седловидные сростки; разновидность –
железистый доломит, называемый анкеритом; спайность совершенная по
ромбоэдру; блеск стеклянный; просвечивающий, прозрачный; цвет сероватобелый с желтоватым, буроватым, реже зеленоватым оттенком; черта белая,
светло-серая.
Диагностические признаки: химический состав, оптические свойства.
Главные линии на рентгенограммах: 2,883; 2,191; 1,785. В соляной кислоте
растворяется медленно, без шипения. П.п.т. не плавится, растрескивается.
Малахит (медная зелень) – CuCO3 x Cu(OH)2. Сингония моноклинная;
твердость 3,5 - 4; плотность 3,9 – 4,1. Встречается в виде корочек, примазок,
землистых масс, плотных агрегатов натечной формы радиально-лучистого
32
строения, кристаллы коротко- или длиннопризматические, игольчатые редки;
спайность проявляется редко, в таких случаях хорошая;
просвечивающий;
блеск
стеклянный,
шелковистый,
непрозрачный,
матовый;
излом
раковистый; цвет изумрудно-зеленый, темно-зеленый, зеленовато-серый; черта
светло-зеленая.
Диагностические признаки – зеленый цвет, натечные формы и радиальноволокнистое строение. Главные линии на рентгенограммах: 3,63; 2,82; 1,509. В
соляной кислоте растворяется с шипением. П.п.т. плавится и дает королек меди.
От других медных минералов зеленого цвета отличается реакцией с
соляной кислотой.
в) Сульфаты (соли серной кислоты)
Представители: гипс, ангидрит, барит, медный (железный) купорос
Гипс – CaSO4 x 2H2O. Сингония моноклинная; твердость 2; плотность 2,
-2,4. Встречается в виде сплошных мраморовидных масс, жилковатых
скоплений, единичных кристаллов пластинчатых, столбчатых, игольчатых и
друз; разновидности: селенит – волокнистая разность, гипсовые розы дают
сростки кристаллов, алебастр – тонкозернистая разновидность;
спайность
совершенная; блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый,
шелковистый; прозрачный, просвечивающий, непрозрачный; цвет белый с
различными оттенками; черта белая.
Диагностические признаки – низкая твердость, совершенная спайность.
Главные линии на рентгенограммах: 3,074; 2,075; 1,890. Растворяется в соляной
кислоте, частично в воде. П.п.т расщепляется и сплавляется в белую эмаль.
Ангидрит – CaSO4. Сингония ромбическая; твердость 3 - 4; плотность
2,9
-
3.
Образует
сплошные
зернистые
агрегаты,
реже
кристаллы
толстотаблитчатого или призматического габитуса; спайность совершенная;
блеск стеклянный, жирный, на плоскостях спайности перламутровый;
прозрачный, водяно-прозрачный, мутный излом; цвет серый, белый, бледносиний, фиолетовый, бледно-красный; черта белая.
33
Диагностические
признаки
спайность
-
в
трех
взаимно
перпендикулярных направлениях. Главные линии на рентгенограммах: 3,49;
2,85; 1,64. В кислотах растворяется. П.п.т. плавится в белую эмаль.
Ангидрит можно спутать с баритом, целестином, от которых отличается
низкой плотностью; от кальцита, доломита, магнезита – тем, что ангидрит не
выделяет углекислый газ под влиянием кислот; от гипса – твердостью.
Барит (тяжелый шпат) – BaSO4. Сингония ромбическая; твердость 3 –
3,5; плотность 4,3 – 4,5. Встречается в виде хорошо образованных кристаллов,
имеющих таблитчатый, столбчатый, реже бипирамидальный облик, образует
желваки, секреции, лучисто-жилковатые и зернистые агрегаты; спайность
совершенная; просвечивающий; блеск стеклянный, на плоскостях спайности
перламутровый; излом неровный; цвет белый, серый, иногда красный, желтый,
голубой, зеленоватый; черта белая.
Диагностические признаки – пластинчато-призматические кристаллы,
спайность, высокая плотность. Главные линии на рентгенограммах: 3,456;
3,058; 2,106. Порошок медленно растворяется в концентрированной серной
кислоте. П.п.т. растрескивается и плавится с трудом.
Барит схож с ангидритом, от которого отличается по плотности, а также с
кальцитом, доломитом, магнезитом, от которых отличается тем, что не
растворяется в соляной кислоте.
Медный купорос (халькантит)
– Cu(SO4)
x
5H2O. Сингония
триклинная; твердость 2 - 3; плотность 2, - 2,3. Образует сплошные массы,
сталактитовые формы с радиально-лучистым строением, редкие кристаллы
короткопризматического
и
толстотаблитчатого
облика;
спайность
несовершенная; блеск стеклянный; излом раковистый; цвет голубой, синий,
иногда с зеленоватым оттенком; черта белая.
Диагностические признаки – цвет, легкая растворимость в воде. П.п.т.
при сплавлении с содой на угле выделяет блестки металлической меди.
Железный
купорос
(мелантерит)
–
Fe(SO4)x7H2O.
Сингония
моноклинная; твердость 2 – 2,5; плотность 1, - 1,9. Встречается в виде
34
сталактитовых, конкреционных форм, корочек, сплошных стекловидных масс,
волокнистых агрегатов, кристаллы, имеющие ромбоэдровидный, игольчатый
облик редки; спайность совершенная; блеск стеклянный; цвет светло-зеленый,
редко темно-серый или серовато-черный, на воздухе окисляется и буреет; черта
белая.
Диагностические признаки: сладковатый, терпкий металлический вкус.
Главные линии на рентгенограммах: 4,90; 3,78; 3,23. Растворяется в воде П.п.т.
на угле вначале становится коричневым, потом красным и, наконец, черным,
приобретая магнитные свойства.
Мелантерит похож на многие другие легкорастворимые сульфаты, от
которых отличается химическим путем.
г) Фосфаты (соли ортофосфорной кислоты)
Представители: апатит, урановые слюдки (торбернит, отунит, тюямунит),
бирюза
Апатит – Ca5[PO4]3(Cl, F, OH). Сингония гексагональная; твердость 5 6; плотность 3,17 – 3,22. Образует кристаллические агрегаты, друзы, отдельные
кристаллы призматического габитуса; разновидности: хлорапатит, фторапатит,
гидроксилапатит; спайность несовершенная; прозрачный, просвечивающий;
блеск стеклянный, на изломе жирный; излом раковистый, неровный; цвет
белый, зеленый, сине-зеленый, фиолетовый, кирпично-красный; черта белая.
Диагностические признаки – призматический габитус кристаллов.
Главные линии на рентгенограммах: 2,798; 2,702; 1,838 (для фторапатита);
2,764; 1,954; 1,840 (для хлорапатита). Растворяется в кислотах. П.п.т. плавится с
трудом.
Апатит можно спутать с кристаллами берилла, от которого отличается
меньшей твердостью.
Торбернит
–
Cu[UO2(PO4)]2x8-12H2O.
Сингония
тетрагональная;
твердость 2 – 2,5; плотность 3,2 – 3,6. Встречается в виде чешуйчатых
скоплений и порошковатых налетов, мелких таблитчатых кристаллов;
спайность весьма совершенная; блеск стеклянный, на плоскостях спайности
35
перламутровый; сильно радиоактивный; цвет изумрудно-зеленый; черта светлозеленая, яблочно-зеленая.
Диагностические признаки – весьма совершенная спайность, яркозеленый цвет. Главные линии на рентгенограммах: 8,85; 3,69; 2,17; 1,55. В
кислотах растворяется, при добавлении аммиака раствор становится синим и
выпадает желтый осадок. П.п.т. сплавляется в черный шарик.
Отунит – Ca[UO2(PO4)]2 x 8H2O. Сингония тетрагональная; твердость 2 3; плотность 3,05 – 3,19. Образует чешуйчатые агрегаты, друзы мелких
кристаллов, имеющих тонкотаблитчатый, слюдоподобный облик, встречаются
двойники; спайность весьма совершенная; прозрачный до просвечивающего;
блеск на плоскостях спайности перламутровый; цвет зеленый, зеленоватожелтый, серо-желтый; черта от яблочно-зеленой до бледно-зеленой.
Диагностические признаки – только химический состав. Главные линии
на
рентгенограммах:
8,10;
3,57;
2,59.
В
кислотах
растворяется.
В
ультрафиолетовых лучах люминесцирует ярко-зеленым цветом. П.п.т. слегка
вспучивается и сплавляется в черный шарик, окрашивая пламя в оранжевокрасный цвет.
Тюямунит – Ca[(UO2)2V2O8]) x 8H2O. Сингония ромбическая; твердость
2 – 2,5; плотность 3,31 – 3,60. Образует налеты, порошковатые массы,
тонкопластинчатые кристаллы; спайность совершенная; блеск матовый,
перламутровый, стеклянный; цвет желтоватый с зеленоватым оттенком, реже
оранжевый, зеленый; черта светло-желтая.
Диагностические признаки – цвет и поведение перед паяльной трубкой
(достаточно легко сплавляется в темный сплав).
Тюямунит можно спутать с некоторыми сульфатами железа, от которых
он отличается радиоактивностью и плохой растворимостью в воде.
Бирюза (каллаит)– CuAl6[(OH)2PO4]4 x 4H2O. Сингония триклинная;
твердость 5 - 6; плотность 2,60 – 3,2. Встречается в виде плотных
скрытокристаллических масс почковидной или неправильной формы, корок,
прожилок, кристаллы редки; спайность совершенная; блеск восковой; излом
36
слегка раковистый; цвет голубовато-зеленый, яблочно-зеленый, зеленоватосерый; черта белая.
Диагностические признаки – цвет и восковой блеск. Главные линии на
рентгенограммах: 6,2; 3,69; 2,92. Слабо растворяется в соляной кислоте. П.п.т.
принимает коричневый цвет, но не плавится.
Бирюза отличается от хризоколлы и других минералов меди химическим
составом.
Проектные задания
1.
К
оксидам
кремния
относится
минерал
кварц,
имеющий
значительное количество разновидностей. Назовите эти разновидности и
объясните, чем обусловлена окраска минерала.
2.
Разновидности этого минерала – драгоценные камни - рубин и
сапфир. Назовите этот минерал и известные месторождения.
3.
Для получения алюминия используются глиноземистые породы –
бокситы. Назовите основные породообразующие минералы бокситов.
4.
Данный минерал является важнейшей рудой на марганец. Иногда
его называют «черная стеклянная голова» или «вад». Назовите минерал и
главные месторождения.
5.
Часто
называется
лимонитом
или
бурым
скрытокристаллическая разность какого минерала?
Тесты рубежного контроля
1. В тригональной сингонии кристаллизуется
А. корунд
Б. халькопирит
В. арагонит
железняком
–
37
2. К карбонатам относится минерал
А. каолинит
Б. сидерит
В. карналлит
3. Магнезит иначе называют
А. плавиковый шпат
Б. горький шпат
В. магнезиальный шпат
4. В кубической сингонии кристаллизуется
А. галит
Б. кальцит
В. Кварц
5. К оксидам относится:
А. ильменит
Б. киноварь
В. галенит
Ключи к тестам
1В;
2Б;
3В;
4А;
5А
Система оценки
Правильные ответы: 100% – отлично; 75% - хорошо; 50% удовлетворительно; менее 50% - неудовлетворительно.
38
Модуль 4
Силикаты и алюмосиликаты
а) Силикаты с изолированными кремнекислородными тетраэдрами,
островные и кольцевые силикаты
Представители: оливин, гранат, дистен, топаз, эпидот, турмалин, берилл
Оливин (перидот, хризолит) – (Mg, Fe)2[SiO4]. Сингония ромбическая;
твердость 6,5 - 7; плотность 3,3 - 4,2. Встречается в виде зернистых агрегатов,
кристаллы короткостолбчатого облика редки; разновидности – магнезиальный
форстерит и железистый фаялит; спайность несовершенная; блеск стеклянный,
на изломе жирный; излом раковистый; цвет бутылочно-зеленый, коричневый,
серый; черта белая.
Диагностические признаки – цвет, стеклянный блеск. Главные линии на
рентгенограммах 2,497; 2,441; 1,741 - для форстерита и 3,707; 2,850; 1,755 – для
фаялита. В соляной кислоте почти не растворяется. П.п.т. не плавится.
Гранаты. Группа гранатов образует многочисленные минералы с общей
формулой R3+2 R2+3 [SiO4]3, где R+2=Mg+2, Fe+2, Mn+2, Са+2, R+3 = Al+3 Fe+3, Cr+3,
Mn+3. Среди гранатов наиболее распространенными являются два изоморфных
ряда: альмандиновый (пиральспиты) -
(Mg, Fe, Mn)3Аl2[SiO4]3 (пироп -
Mg3Аl2[SiO4]3, альмандин - Fe3Аl2[SiO4]3, спессартин - Mn3Аl2[SiO4]3, а также
андрадитовый (уграндиты) - Cа3(Сr,Аl,Fe)2[SiO4]3 (уваровит - Cа3Cr2[SiO4]3,
гроссуляр - Cа3Аl2[SiO4]3, андрадит -
Cа3Fe2[SiO4]3. Сингония кубическая;
твердость 6,5 – 7,5 (наиболее высокая у альмандина, пиропа и спессартина – 7 –
7,5); плотность 3,51 – 4,25. Встречается в виде ромбододекаэдрических
кристаллов, сплошных масс, зернистых агрегатов; спайность несовершенная;
блеск стеклянный или близкий к алмазному; излом раковистый; цвет
изменяется от белого до черного, уваровит – изумрудно – зеленый, пироп,
альмандин и спессартин – красный и красно-фиолетовый.
Диагностические признаки гранатов – габитус кристаллов, высокая
твердость, большая плотность. Главные линии на рентгенограммах: 2,583;
1,542; 0,7835 – для пиропа; 2,589; 1,539; 1,071 – для альмандина; 2,603; 1,610;
39
1,553 – для спессартина; 3,020; 2,69; 1; 1,604 – для уваровита; 2,662; 1,581; 1,101
– для гроссуляра; 2,707; 1,611; 0,8190; - для андрадита. В соляной кислоте
минералы граната, за исключением андрадита, который растворяется с трудом,
нерастворимы. П.п.т. легко плавятся (кроме хромовых гранатов), образуя
королек, окрашенный в различные цвета.
Дистен (кианит) - Al2[O/SiO4]. Сингония триклинная; твердость 6 в
поперечном и 4,5 в продольном направлении; плотность 3,56 – 3,68.
Встречается в виде лучистых, жилковатых агрегатов, кристаллы столбчатого
облика редки, распространены двойники; просвечивающий, непрозрачный;
спайность
совершенная
и
менее
совершенная;
блеск
стеклянный,
перламутровый; излом волокнистый; цвет небесно-голубой, синий, зеленый,
желтый; черта белая.
Диагностические признаки – цвет, анизотропия твердости. Главные
линии на рентгенограммах: 3,32; 3,17; 1,373. В кислотах не растворяется. П.п.т.
не плавится.
Топаз – Al2[(F,OH)2/SiO4]. Сингония ромбическая; твердость 8;
плотность 3,52 – 3,57. Образует отдельные кристаллы и кристаллические
группы,
шестоватые,
зернистые
и
массивные
агрегаты;
прозрачный,
просвечивающий, непрозрачный; спайность совершенная; блеск стеклянный;
излом раковистый, неровный; цвет бесцветный, голубой, розовый, красный,
соломенно-желтый, фиолетовый; черта белая.
Диагностические
признаки
–
высокая
твердость,
внешний
вид
кристаллов, совершенная спайность. Главные линии на рентгенограммах: 2,96;
1,403; 1,384. Разлагается фосфорной солью. П.п.т. не плавится.
Топаз схож с кварцем в зернистых массах и отличается наличием
спайности и более высокой твердостью.
Эпидот – Ca2(Al, Fe)3[Si2O7] [SiO4]O[OH]. Сингония моноклинная;
твердость 6 - 7; плотность 3,25 – 3,38. Встречается в виде призматических
кристаллов, лучистых агрегатов, зернистых масс; спайность совершенная;
прозрачный, непрозрачный; блеск стеклянный; излом раковистый, неровный,
40
занозистый; цвет темно-зеленый, синевато-зеленый, черно-зеленый; черта
серая.
Диагностические признаки – цвет, габитус кристаллов. Главные линии на
рентгенограммах: 2,90; 2,40; 1,64. Растворяется в соляной кислоте после
предварительного прокаливания. П.п.т. вспучивается и плавится.
Турмалин – (Na,Ca)(Mg,Al)6[B3Al3Si6(O,OH)30]. Сингония тригональная;
твердость 7 – 7,5; плотность 2,9 – 3,2. Образует столбчатые, шестоватые
кристаллы, игольчатые, лучистые агрегаты, сплошные зернистые скопления;
спайность практически отсутствует; блеск стеклянный; излом неровный; цвет шерл
черный,
рубеллит
розовый,
индиголит
синий,
дравит
бурый,
полихромные турмалины характеризуются чередованием полос разного цвета;
черта белая.
Диагностические признаки – высокая твердость, вертикальная штриховка
на кристаллах. Главные линии на рентгенограммах: 6,5; 3,48; 2,59. П.п.т.
магнезиальные турмалины сплавляются в пузырчатое стекло, железистые
турмалины плавятся с трудом, алюминиевые – не плавятся.
В отличие от некоторых пироксенов, амфиболов, эпидота турмалин
характеризуется отсутствием спайности и высокой твердостью.
Берилл – Be3Al2[Si6O18]. Сингония гексагональная; твердость 7,5 - 8;
плотность 2,6 – 2,9. Образует призматические кристаллы, плотные агрегаты,
вкрапленность; разновидности: изумруд – изумрудно-зеленый, аквамарин –
прозрачный синевато-голубой, воробьевит – розовый, гелиодор – желтый
берилл; спайность несовершенная; блеск стеклянный; излом неровный,
раковистый; цвет серый, желтый, розовый, голубой, ярко - зеленый; черта
белая.
Диагностические признаки – высокая твердость, форма кристаллов.
Главные линии на рентгенограммах: 3,238; 2,874; 0,8066. В кислотах не
растворяется. П.п.т. не плавится, оплавляются только края обломков.
41
б) Цепочечные и ленточные силикаты
Представители: пироксены – (энстатит, геденбергит, сподумен, диопсид,
авгит); амфиболы – (тремолит, актинолит, роговая обманка)
Энстатит – Mg2[Si2O6]. Сингония ромбическая; твердость 5,5; плотность
3,1 – 3,3. Образует плотные зернистые агрегаты, призматические, таблитчатые
кристаллы;
спайность
совершенная;
непрозрачный,
в
осколках
просвечивающий; блеск стеклянный; излом ступепчатый; цвет серый, белый,
зеленоватый до буроватого, иногда зеленый; черта белая.
Диагностические признаки: главные линии на рентгенограммах – 3,158;
2,864; 2,526. В кислотах не растворяется, П.п.т. почти не плавится.
Геденбергит – CaFé[Si2O6]. Сингония моноклинная; твердость 5, - 6;
плотность 3,5 – 3,6. Образует таблитчатые, пластинчатые кристаллы, лучистые
агрегаты, сплошные, плотные массы; спайность ясная; блеск стеклянный;
непрозрачный;
цвет зеленоватый, оливковый, серо-черный; черта от
бесцветной до серо-зеленоватой.
Диагностические признаки – форма выделений. Не растворяется в
соляной кислоте, но растворяется во фтористой. П.п.т. плавится в черный
магнитный стеклянный шарик.
Сподумен – LiAl[Si2O6]. Сингония моноклинная; твердость 6,5 - 7;
плотность 3,1 – 3,2. Встречается в виде толстотаблитчатых или пластинчатых
кристаллов, сливных плотных масс; спайность совершенная; прозрачный; блеск
стеклянный; цвет желтовато- и зеленовато-белый, реже фиолетовый, розовый,
изумрудно-зеленый; черта белая.
Диагностические признаки – цвет, спайность, твердость. Главные линии
на рентгенограммах: 2,921; 2,790; 1,604. В соляной кислоте не растворяется.
П.п.т. вспучивается, легко плавится, мгновенной вспышкой окрашивает пламя в
красный цвет.
Диопсид – CaMg[Si2O6]. Сингония моноклинная; твердость 5 – 6 до 7;
плотность 3,3 – 3,38. Образует короткостолбчатые, реже таблитчатые и
игольчатые кристаллы, часто двойники, зернистые плотные массы, шестоватые,
42
радиально-лучистые и чешуйчатые агрегаты; прозрачный до непрозрачного;
спайность ясная; блеск стеклянный до жирного; излом ступенчатый до
неровного; цвет бледный, грязно-желтый, зеленоватый, серый; черта белая
слегка зеленоватая.
Диагностические признаки – цвет, форма выделений, твердость. Кислота,
кроме плавиковой не действует. П.п.т. плавится с трудом.
Авгит – Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)2O6]. Сингония моноклинная; твердость 5 6; плотность 3,3 - 3,5. Встречается в виде короткостолбчатых, игольчатых,
толстотаблитчатых кристаллов, сплошных, зернистых, плотных, игольчатых
агрегатов, известны двойники; непрозрачный, просвечивающий; спайность
средняя по призме; блеск стеклянный; излом раковистый; цвет черный с
буроватым оттенком, зеленовато-черный, темно-зеленый; черта белая.
Диагностические признаки – цвет, форма кристаллов. В кислотах не
растворяется, кроме плавиковой. П.п.т. легко плавится в черный магнитный
шарик.
Отличие от роговой обманки – призматическая спайность под прямым
углом.
Тремолит – Ca2Mg5[Si4O11]2[OH]2. Сингония моноклинная; твердость 6;
плотность 2,9 - 3. Образует длиннопризматические, игольчатые кристаллы,
волосовидные, лучистые агрегаты; спайность совершенная; блеск стеклянный,
шелковисто-стеклянный; излом занозистый; цвет белый, жемчужно-серый,
светло-зеленый; черта белая.
Диагностические признаки – цвет, лучистые агрегаты. В кислотах не
растворяется за исключением плавиковой. П.п.т. с трудом сплавляется в
бесцветное прозрачное стекло.
Актинолит (лучистый камень)– Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2[OH]2. Сингония
моноклинная; твердость 5 - 6; плотность 3,1 – 3,2. Образует широколистоватые,
волокнистые, лучистые агрегаты, кристаллы стебельчатые, столбчатые , часто
без четкой огранки; спайность совершенная; блеск от стеклянного до
43
шелковистого; излом оскольчатый; цвет зеленый различных оттенков; черта от
бесцветной до бледно-голубовато-зеленой.
Диагностические признаки – зеленоватая окраска, лучистые агрегаты. В
соляной кислоте растворяется слабо. П.п.т. легко плавится при повышенном
содержании железа.
Роговая обманка – NaCa2(Mg,Fe)4(Al,Fe)(OH,F2)2[Al2Si4O22]. Сингония
моноклинная; твердость 5,5 - 6; плотность 3,1 – 3,3. Встречается в виде
столбчатых
или
длиннопризматических
кристаллов,
шестоватых,
веерообразных, лучистых агрегатов, а также зернистых и сливных масс;
спайность совершенная по призме; блеск стеклянный или шелковистый; излом
занозистый до неровного; цвет от светло - до темно-серого, зеленоватого,
черно-зеленого; черта серая, зеленоватая, зелено - бурая.
Диагностические признаки – цвет, спайность, габитус, угол между
направлениями спайности. В кислотах не растворяется. П.п.т. с трудом
сплавляется в зеленое стекло.
в) Слоистые (листовые) силикаты и алюмосиликаты
Представители: тальк, серпентин, каолинит, монтмориллонит, мусковит,
биотит, лепидолит, клинохлор, шамозит.
Тальк – Mg3(OH)2[Si4O10].
Сингония моноклинная; твердость 1;
плотность 2,7 - 2,82. Встречается в листоватых, чешуйчатых агрегатах и
сплошных
скоплениях;
спайность
весьма
совершенная;
прозрачный,
просвечивающий, непрозрачный; блеск стеклянный, перламутровый; излом
занозистый, неровный; цвет белый, желтоватый, серый, зеленоватый; черта
белая, землистая.
Диагностические признаки минерала – низкая твердость, жирность на
ощупь, светлая окраска, весьма совершенная спайность. Главные линии на
рентгенограммах: 9,25; 3,104; 1,525. В кислотах не растворяется. Перед
паяльной трубкой белеет, и с трудом оплавляется по краям в белую эмаль. На
44
кривых нагревания талька эндотермический
эффект наблюдается при
температуре 930 оС.
Серпентин – Mg6 [Si4O10] [OH]8 . Сингония моноклинная; твердость 2,5 3 ( антигорит 3,5); плотность 2,5 - 2,7. Листоватая разновидность – антигорит
образует плотные агрегаты, состоящие из листовидных и чешуйчатых
индивидов, хризотил – волокнистые агрегаты; спайность совершенная;
прозрачный, просвечивающий; излом раковистый, занозистый; цвет зеленый,
черно-зеленый, желтый, пятнистый; черта белая.
Диагностические признаки – темно-зеленые и серые (для антигорита)
оттенки, высокая вязкость. Для хризотила характерно параллельно-волокнистое
строение
и
эластичность
отдельных
волокон.
Главные
линии
на
рентгенограммах: 7,16; 3,588; 2,52 (для антигорита); 7,36; 3,66; 1,522 (для
хризотила). Растворяются в соляной и серной кислотах. Под паяльной трубкой
не плавятся. В закрытой трубке выделяют много воды.
Каолинит – Al4[Si4O10][OH]8
.
Сингония моноклинная; твердость 1;
плотность 2,58 - 2,60. Встречается в виде скрытокристаллических разностей,
хорошо образованных табличек; в отдельных листочках прозрачен.; спайность
совершенная; блеск перламутровый, матовый; излом раковистый, землистый;
цвет белый, желтый, зеленоватый, голубоватый, красный; черта белая.
Диагностические признаки – оптическая и термическая характеристики,
рентгенометрические данные. Главные линии на рентгенограммах: 7,14; 3,57;
1,487. Растворяется в серной кислоте, особенно при нагревании. Под паяльной
трубкой не плавится.
Монтмориллонит
-
(Ca,Na)Mg,Fe2(OH)2[Si14O10]хnH2O.
Сингония
моноклинная; твердость 1 - 2; плотность 1,2 - 2,7. Образует тонкодисперсные,
скрытокристаллические, плотные и землистые агрегаты; спайность хорошая;
блеск матовый; излом землистый; цвет белый, серовато - белый, голубоватый,
розовый, красновато - розовый, зеленоватый; черта белая.
45
Диагностическими признаками монтмориллонита являются сильное
разбухание от влаги, жирность. Главные линии на рентгенограммах: 1,53; 11,5;
4,42; 2,55. В кислотах растворяется частично.
Мусковит – K Al2 [AlSi3O10] [OH]2. Сингония моноклинная; твердость 2 3;
плотность
2,76
-
3,10.
Образует
таблитчатые, короткостолбчатые,
пластинчатые кристаллы, сплошные, плотные чешуйчатые массы, скопления
сферолитов; спайность совершенная; блеск стеклянный, на плоскостях
спайности перламутровый; излом – расщепляется на листочки; разновидности:
фуксит
–
ярко
-
зеленый
хромсодержащий
мусковит,
серицит-
мелкокристаллическая слюдка; цвет серый, белый, бесцветный, светло-желтый,
светло - коричневый; черта белая.
Диагностические признаки мусковита – светлая окраска, перламутровый
блеск, совершенная спайность и легкое расщепление на тонкие прозрачные
упругие листочки. В кислотах не растворяется. Перед паяльной трубкой тонкие
пластинки с трудом плавятся в непрозрачную белую эмаль.
От других светлых
слюд мусковит отличается только оптическими
свойствами и химическим составом. На кривых нагревания мусковита
наблюдаются два эндотермических эффекта (при температуре 860 и 1100 оС).
Биотит – K(Mg,Fe)3(OH,F)2[AlSi3O10]. Сингония моноклинная; твердость
2,5
-
3;
плотность
псевдогексагональных,
3,02
-
3,12.
таблитчатых
Встречается
кристаллов,
в
виде
столбчатых,
плотных,
листоватых,
чешуйчатых агрегатов; спайность весьма совершенная; блеск стеклянный;
излом - расщепляется на листочки; разновидности: флогопит – желтоватый,
зеленоватый, кирпичный; цвет черный, темно-бурый, темно-зеленый; черта
белая.
Диагностическим признаком является цвет. В концентрированной серной
кислоте растворяется, в соляной – слабо. Перед паяльной трубкой плавится с
трудом.
Светлые разности флогопита легко отличаются от мусковита под
микроскопом. Флогопит и биотит различаются по кривым нагревания.
46
Лепидолит – KLi1,5[Si3AlO10][F,OH]2. Сингония моноклинная; твердость
2 - 3; плотность 2,8 - 3.Таблитчатые, чешуйчатые выделения, кристаллы редки;
спайность весьма совершенная; блеск перламутровый; излом – листочки
гибкие; прозрачный, просвечивающий; цвет бледно-розовый, розовато-серый,
сиреневый; черта белая.
Диагностическими признаками лепидолита являются розовые или
фиолетовые оттенки цвета. В кислотах разлагаутся только после сплавления.
Перед паяльной трубкой легко плавится в белую эмаль.
Клинохлор – Mg4(Mg,Al)2 (OH)8 [(Si,Al)2Si2O10]. Сингония моноклинная;
твердость 2 - 2,5; плотность 2,61 - 2,78. Встречается в виде чешуйчатых и
пластинчатых агрегатов, а в пустотах – в виде друз и отдельных кристаллов
пластинчатого, таблитчатого, иногда боченковидного облика; спайность весьма
совершенная; блеск перламутровый, стеклянный, жирный; просвечивающий;
цвет
черно-зеленый,
синевато-зеленый,
розовый,
фиолетовый;
черта
зеленовато-белая.
Диагностические признаки – зеленая окраска; весьма совершенная
спайность; низкая твердость; отсутствие упругости в листочках. Главные линии
на рентгенограммах: 4,795; 3,585; 2,538. Растворяется в серной кислоте. Перед
паяльной трубкой расщепляется, но не плавится, белеет.
Похож на некоторые слюдоподобные минералы, от которых отличается
по химическим и оптическим данным.
Шамозит – Fe32+Fe3+ (OH)8 [AlSi3O10]. Сингония моноклинная; твердость
3; плотность 3,03 - 3,40. Образует стяжения с концентрически-зональным
строением, сплошные скрытокристаллические массы; спайность по ромбоэдру
ясная; блеск стеклянный, матовый; излом неровный; цвет зеленоватый, темносерый; черта зеленовато-серая.
Диагностические признаки шамозита – оолитовое строение, цвет и
зеленовато - серая черта. Главные линии на рентгенограммах: 6,93; 4,63; 3,59.
Растворяется в соляной кислоте. Перед паяльной трубкой в окислительном
47
пламени краснеет, в восстановительном – сплавляется в черное магнитное
стекло.
г) Каркасные алюмосиликаты
Представители: нефелин, полевые шпаты, цеолиты
Нефелин – Na3K [AlSiO4]4. Сингония гексагональная; твердость5,5 - 6;
плотность 2,6 - 2,65. Образует зернистые и массивные агрегаты, кристаллы
редки; спайность хорошая; блеск стеклянный, жирный; излом раковистый,
неровный; прозрачный, просвечивающий, непрозрачный; цвет белый, водянопрозрачный, светло-серый, желтоватый, зеленоватый, буроватый; черта белая.
Диагностические признаки нефелина – сероватая окраска и жирный
блеск. Главные линии на рентгенограммах: 3,001; 2,338; 1,553. В кислотах
растворяется. Перед паяльной трубкой плавится, окрашивая пламя в желтый
цвет.
Полевые шпаты
Плагиоклазы. Представляют собой минеральный вид переменного
состава – (Na,Ca) [Al(Si,Al)Si2O8] от крайнего натриевого члена альбита (Ab)
- Na[AlSi3O8] до крайнего кальциевого члена анортита (An) - Ca[Al2Si2O8].
Каждый
член
изоморфного
ряда
условно
обозначают
номером,
соответствующим процентному содержанию в плагиоклазе анортитового
компонента (табл.1).
Сингония триклинная; твердость 6 - 6,5; плотность 2,624 - 2,758.
Встречаются в виде зернистых агрегатов, в пустотах образуют узоры; хорошие
кристаллы редки, распространены двойники; спайность совершенная; блеск
стеклянный; излом неровный, несколько раковистый; цвет белый, бесцветный,
красный, зеленовато-серый; черты не имеют; разновидности: лунный камень,
характеризуются игрой цветов синевато - белых, зеленовато - белых;
солнечный камень с красивым золотистым отливом благодаря тонкому
прорастанию чешуек железного блеска.
48
Таблица 1
Разделение плагиоклазов
Минерал
Состав
Пределы колебаний в
процентном содержании
анортитового
компо-
нента
Альбит
Na [AlSi3O8]
0-10
Олигоклаз
10-30
Андезин
Ab+An
30-50
Лабрадор
50-70
Битовнит
70-90
Анортит
Ca[Al2Si2O8]
90-100
Диагностические признаки плагиоклазов – только микроскопические и
рентгенометрические
разнообразно,
их
характеристики.
растворимость
В
кислотах
увеличивается
плагиоклазы
от
альбита,
ведут
почти
нерастворимого до легкорастворимого анортита. П. п.т. с трудом сплавляются в
стекло.
Щелочные полевые шпаты являются изоморфными смесями K[AlSi
3O8]]
. и Na[AlSi3O8] Сингония: санидин, ортоклаз-моноклинная. Микроклин и
анортоклаз –триклинная; твердость 6 - 6,5; плотность 2,55 - 2,58. Встречаются в
виде зернистых и кристаллических агрегатов, часты друзы, наблюдаются
двойники; спайность совершенная: блеск стеклянный; излом неровный; цвет
бледных оттенков, водянопрозрачный; черты не имеют; разновидности: адуляр
- калиевый полевой шпат, амазонит – голубовато - зеленый микроклин,
гиалофан - барийсодержащий ортоклаз.
Диагностические признаки – микроскопические и рентгенометрические
характеристики. Главные линии на рентгенограммах: 4,02; 3,80; 3,183 (для
ортоклаза); 3,22; 2,16; 1,80 (для микроклина). В кислотах не растворяются. П. п.
т. не плавятся.
49
Цеолиты
Натролит – Na2[Al2Si3O10]2H2O. Сингония ромбическая; твердость 5 5,5; плотность 2,2 - 2,5. Образует столбчатые, призматические кристаллы,
часты двойники, лучистые, тонковолокнистые, землистые агрегаты; спайность
совершенная;
блеск
раковистый;
стеклянный,
прозрачный,
перламутровый,
просвечивающий;
цвет
шелковистый;
белый,
излом
желтоватый,
красноватый, кирпично-красный; черта белая.
Диагностические признаки – оптические свойства и химический состав.
Главные линии на рентгенограммах: 6,7; 5,7; 2,82. Растворяется в соляной
кислоте. Перед паяльной трубкой легко сплавляется в прозрачное стекло; в
стеклянной
трубочке
уже
при
температуре
300оС
полностью
теряет
кристаллизационную воду.
Гейландит – CaNa2[AlSi3O8]2 5H2O. Сингония моноклинная; твердость
3,5 - 4; плотность 2,18 - 2,22. Наблюдается в виде листоватых масс с почти
параллельным
срастанием
пластинок,
зернистые
агрегаты
образованы
кристаллами таблитчатого облика; спайность хорошая; блеск перламутровый;
прозрачный, мутно - просвечивающий; цвет белый, желтый, кирпично красный, бесцветный; черта белая.
Диагностические признаки – оптические свойства и химический состав.
Перед паяльной трубкой расслаивается, плавится, образуя белую эмаль. Легко
разлагается в соляной кислоте.
Проектные задания
1.
Как силикаты подразделяются по структуре? Охарактеризуйте
главнейшие представители выделенных структурных типов.
2.
В каждом силикате присутствуют комплексные анионы [SiO4]4-.
Как они называются?
3.
В некоторых силикатах часть ионов кремния замещается
алюминием и в результате этого образуются алюмокислородные тетраэдры.
Как в этом случае будут называться породы?
50
4.
Большая группа силикатов используется в ювелирном деле.
Назовите эти минералы.
5.
Полевые шпаты среди всех минералов получили наибольшее
распространение. Объясните, почему они названы «полевыми».
Тесты рубежного контроля
1. Что такое алюмосиликаты?
А. минералы класса силикатов с Al в катионной части.
Б. минералы класса силикатов с Fe в катионной части.
В. минералы класса силикатов, у которых в анионной части Si частично
замещается Al
2. Назовите минералы глин из класса силикатов
А. каолинит, монтмориллонит, гидрослюды
Б. оливин, апатит, полевые шпаты
В. серпентин, гипс, арагонит
3. Назовите минеральные виды, входящие в группу слюд подкласса силикатов
и алюмосиликатов
А. урановые слюдки, грейзены
Б. лепидолит, флогопит, биотит
В. хризотил-асбест, хлориты
4. Что такое плагиоклазы?
А. составная часть фосфоритов.
Б. изоморфный ряд «альбит-анортит»
В. основной минерал кор выветривания
5. Что такое щелочные полевые шпаты?
А. гидроксид алюминия
Б. каркасные алюмосиликаты (микроклин, ортоклаз)
В. продукт жизнедеятельности микроорганизмов
51
Ключи к тестам
1А;
2А;
3Б;
4Б;
5Б
Система оценки
Правильные ответы: 100% – отлично; 75% - хорошо; 50% удовлетворительно; менее 50% - неудовлетворительно.
Литература
1.
Бондарев
В.П.
Основы
минералогии
и
кристаллографии
с
элементами петрографии. – М.: Высшая школа, 1986. -287с.
2.
Вертушков Г.Н., Авдонин В.Н. Таблицы для определения минералов
по физическим и химическим свойствам. – М.: Недра, 1980. -295с.
3.
Добровольский В.В. Минералогия с элементами петрографии. – М.:
Просвещение, 1971. -216с.
4.
Корнилов Н.И., Солодова Ю.П. Ювелирные камни. – М.: Недра,
1983. -239с.
5.
Кузин М.Ф., Егоров Н.И. Полевой определитель минералов. – Л.:
Недра, 1983. -260с.
6.
Лазаренко Е.К. Курс минералогии. – М.: Высшая школа, 1971. -607с.
7.
Минералогическая энциклопедия. – Л.: Недра, 1985. -512с.
8.
Минералы и горные породы СССР. – М.: Мысль, 1970. -440с.
9.
Сиротин К.М. Определитель минералов. – М.: Высшая школа, 1970.
-263с.
10.
Штрюбель Г.Ш., Циммер З.Х. Минералогический словарь. – М.:
Недра, 1987. -495с.
11.
Юбельт Р. Определитель минералов. – М.: Мир, 1978. -326с.