Контрольная: Контрольная

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНОЛОИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии стекла и керамики

Индивидуальная работа по курсу минералогии и

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.

Перлит

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).

Практическое значение. За последние годы перлит завоевал важные области

применения в строительной индустрии и в агротехнике. При быстром нагревании

одновременно огнеупорным материалом; он используется как наполнитель

бетона, штукатурки, красок и т. д. Добавка перлита в почву улучшает ее

структуру и физические свойства.

Пемза

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.

Базальт

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/м

3). 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

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.

Спайность у циркона наблюдается редко: несовершенная. Излом неровный. Блеск

сильный, стеклянный до алмазного, у просвечивающих камней — жирный до матового,

на изломе до смолистого. Твердость 6,5—7,5 по шкале Мооса. Микротвердость,

измеренная С. И. Лебедевой на приборе ПМТ-З,— от 8247 до 14 395 МПа. Циркон

хрупкий, что затрудняет его обработку. Плотность (в кг/м³) у

зеленых, коричневых и оранжевых цирконов 3950—4200, у коричнево-зеленых и

темно-красных камней 4080—4600, у бесцветных, голубых и коричневато-оранжевых

4600—4800. Циркон оптически одноосный, положительный. Показатели преломления у

различных цирконов, как и плотность, значительно варьируют: у зеленых,

коричневых, оранжевых 1,78 — 1,815 при двупреломлении 0 — 0,008; у

коричневато-зеленых и темно-красных 1,830 — 1,930, 1,840 — 1,970, а у

бесцветных, голубых и коричневато-оранжевых 1,920 — 1,940, 1,970 — 2,010. Часто

цирконы люминесцируют в ультрафиолетовых лучах желтым и оранжевым цветом.

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 L_i42L₂2P.

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

a = 1; b = -3; c = -2 →

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.