МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНОЛОИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технологии стекла и керамики
Индивидуальная работа по курсу минералогии и
кристаллографии
вариант №49
Выполнил студент третьего
курса 9-й группы Шульгович
Александр
Минск
2001
1. Магматические горные породы. Перлит, пемза, базальт и их использование
для керамического производства.
Магматические горные породы.
Магматическими, или изверженными горными породами являются продукты
застывания магмы — расплавленного вещества Земли.
В зависимости от состава исходной магмы, от режима ее охлаждения, от
различных условий, связанных с передвижением и взаимодействием с
окружающими породами, формируются магматические горные породы различного
состава и строения.
Различают глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные)
магматические горные породы. Глубинные породы образуются в недрах земли.
Здесь процесс охлаждения магмы и кристаллизации породы идет медленно, при
высоком давлении, в более благоприятных условиях, обеспечивающих
полнокристаллическую структуру. Образовавшиеся таким образом глубинные
породы будут полностью закристаллизованы. Излившиеся породы, формирующиеся
ближе к поверхности и на поверхности земли, до затвердевания не успевают
полностью закристаллизоваться, поэтому имеют неполнокристаллическую и
стекловатую структуру.
Важную роль для магматических горных пород играет степень кислотности.
В глубинных ультраосновных горных породах (оливинитах и перидотитах)
главным минералом является оливин. О глубинном образовании этих пород
свидетельствует то, что их ксенолиты выносятся из глубоких (в том числе
мантийных) очагов зарождения при вулканических извержениях и при
возникновении кимберлитовых трубок взрыва. Известны два полиморфа одного
состава — оливин (Mg, Fe)2(SiC)4) и "шпинель" Si(Mg, Fe)2O4, возможно, что
вторая модификация существует еще глубже в мантии как более плотная. В
основных, средних, кислых горных породах островные силикаты играют роль
акцессорных минералов — это некоторые гранаты, циркон, титанит. В гранитных
пегматитах образуются совершенные кристаллы топазов. В щелочных горных
породах, в тех разновидностях, которые содержат нефелин, островные силикаты
являются характерными минералами. Это циркон, титанит, ринколит,
лампрофиллит.
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
до 800 — 10000 он вспучивается, увеличиваясь в объеме в 8 – 14 раз и
выделяя воду. Такой перлит является ценным тепло- и звукоизоляционным и
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/м3). Долериты немного тяжелее базальтов. Характерной чертой
строения базальтовых покровов и потоков является столбчатая, шестигранно-
призматическая контракционная отдельность. Столбы, ориентированные
перпендикулярно к поверхностям контактов базальтовых или диабазовых тел,
иногда достигают десятков метров высоты (длины) и первых метров в
поперечнике. Пористость базальтов возрастает в верхних частях потоков
(покровов). Часто здесь развиваются их пузыристые и шлаковые разности.
Такое строение они приобретают вследствие удаления из лавы вулканических
газов.
Миндалекаменными базальтами, или мандельштейнами, называются разновидности,
в которых поры (пустоты) округлой или эллипсоидальной, реже вытянутой,
трубчатой формы заполнены минералами, отложившимися из сравнительно
низкотемпературных растворов. Минералы, слагающие миндалины в кайнотипных
базальтах, представлены чаще всего агатом, халцедоном, сердоликом, опалом,
мелкокристаллическим кварцем, иногда аметистом, цеолитами, кальцитом,
хлоритами и др.
В верхних частях лавовых потоков или в потоках малой мощности встречаются
стекловатые разновидности базальтов. Среди них выделяются тахилиты —
прозрачные зеленые и менее прозрачные темно-бурые до черных вулканические
стекла, похожие на обсидианы, но легко растворяющиеся в кислотах. Во
внутренних и отчасти в нижних горизонтах мощных базальтовых потоков
(покровов), где скорость застывания была меньше, нередко залегают
полнокристаллические мелко- и даже среднезернистые разности базальтов —
долериты. В среднезернистых разностях долеритов можно различить (особенно
под лупой с 7—10-кратным увеличением) отдельные породообразующие минералы,
и резко удлиненные выделения плагиоклаза, типичные для структур диабазового
или офитового типа.
Условия образования и нахождения. Формы залегания — потоки и покровы,
разделенные отложениями пирокластического (туфового) или осадочного
материала. Мощность единичных потоков базальтовых лав, обладающих в
расплавленном состоянии малой вязкостью, обычно невелика, но, как правило,
эти потоки (покровы) вместе с сопровождающими их туфами залегают друг на
друге, образуя вулканические серии с суммарной мощностью, измеряемой в
вертикальном разрезе сотнями метров (до 1—2 км). Отмеченные породы и
палеотипные аналоги базальтовых пород (диабазы) образуют также целые
комплексы лавовых покровов, даек и пластовых интрузивных залежей (силлов),
объединяемые термином трапп. Происхождение вулканическое. Базальты и
долериты — широко распространенные лавовые продукты подводных и наземных
извержений современных и древних вулканов.
Типичными районами развития кайнотипных базальтов являются Армения и другие
районы Закавказья, Зап. Украина (р-н Ровно), Вост. Крым (Карадаг), Ю. и
Вост. Прибайкалье (Вост. Саян, Хамар-Дабан) и Зап. Забайкалье (Джидинский р-
н), Витимское плоскогорье, Вост. Тува, где базальты встречаются и на
водоразделах, и в долинах рек. Траппы широко распространены в Ср. и Вост.
Сибири, Болыпеземельской Тундре, в Коми АССР и Ненецком нац. окр.
Архангельской обл. Современные базальтовые лавы известны среди продуктов
извержений вулканов Камчатки.
Диагностика. Для базальта — черная окраска, прочность и вязкость породы,
столбчатая шестигранно-призматическая отдельность. Минералы вкрапленников
только темноцветные. Для долерита — полнокристаллическая мелкозернистая
(офитовая) структура основной массы.
Практическое значение. За последние годы все шире используется базальтовое
литьё для изготовления кислотоупорных труб, химической аппаратуры и т. п.
Служат сырьем для новой отрасли промышленности — петрургии, из траппов и
диабазов делают брусчатку для мощения улиц. С траппами связан ряд
промышленных типов месторождений оптического исландского шпата, железных
руд (типа Ангаро-Илимских месторождений в Вост. Сибири),
высококачественного графита (результат метаморфизма каменных углей в
контакте с траппами; Курейка и Тунгусском бассейне), отчасти также
самородной меди, медно-никелевых сульфидных руд. Базальтовые мандельштейны
— один из главных источников получения самоцветных камней — агатов, опалов,
сердоликов.
2. Циркон
Циркон известен с давних времен. Его название произошло от араб. или перс.
zar — золото и gun — цвет. Синонимы — гиацинт, энгельгардит, азорит,
ауэрбахит.
Циркон является островным силикатом — Zr[Si04], кристаллизующимся в
тетрагональной сингонии, дитетрагонально-бипирамидальном классе симметрии.
В качестве примесей цирконы могут содержать железо, кальций, алюминий,
редкие земли, гафний, стронций, скандий, торий, уран, бериллий, ниобий,
тантал, фосфор и др., в связи с чем выделяют ряд разновидностей: малакон,
циртолит, альвит, назгит, хегтвейтит, хагаталит, ямагутилит, олмалит,
гельциркон, аршиновит.
В качестве ювелирных камней под различными названиями применяются
прозрачные красиво окрашенные цирконы. Гиацинт (старинное название —
перадоль) — красно-желто- и малиново-оранжевый, красный, коричнево-красный,
коричневый циркон, окраска которого напоминает гиацинт — цветок,
выращенный, по древнегреческому мифу, Аполлоном из тела (или крови)
прекрасного юноши Гиацинта, любимца Аполлона, убитого богом ветра Зефиром.
Жаргон (одна из форм слова циркон), или цейлонский жаргон,— желтые,
соломенно-желтые и дымчатые цирконы. Их также называют сиамскими алмазами.
Матур-алмаз, или матара-алмаз,— бесцветные цирконы. Названы по местности,
где они встречаются, на юге о. Шри-Ланка недалеко от Матара (Маттураи).
Старлит, или старлайт,— циркон с природной или полученной после
термохимической обработки небесно-голубой окраской. Встречаются зеленые и
сиреневые цирконы.
Плеохроизм у цирконов выражен слабо, только у голубых термообработанных
цирконов он довольно отчетлив. Циркон встречается в природе в виде хорошо
образованных кристаллов, облик которых изменяется в зависимости от условий
формирования от длиннопризматического (в гранитных пегматитах и гранитах)
до дипирамидального (в щелочных и метасоматических породах). Иногда
наблюдаются двойники, коленчатые двойники и сноповидные или радиально-
лучистые срастания.
Кристаллы, как правило, сравнительно небольшие (несколько миллиметров);
изредка отмечаются крупные цирконы массой в десятки и даже сотни каратов.
Такие цирконы находятся в различных музеях мира. В Смитсоновском институте
(США) хранятся цирконы с о. Шри-Ланка массой (в кар): коричневый 118,1,
желто-коричневый 97,6, желтый 23,5, бесцветный 23,9; из Бирмы — красно-
коричневый 75,8; из Таиланда — коричневатый 105,9 и голубой 102,2. В
коллекции Лондонского геологического музея имеются цирконы массой (в кар):
голубой 44,27, золотистый 22,67, красный 14,34 и бесцветный 21,32. В
Американском музее естественной истории в Нью-Йорке находится уникальный
циркон с о. Шри-Ланка зеленовато-голубого цвета массой 208 кар, в Канадском
музее в Торонто — коричневый в 23,8 кар и голубые 17,8 и 61,63 кар. Крупные
красивые цирконы были в свое время обнаружены и на Урале.
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 Li42L22P.
Установка кристаллов. Определение индексов граней.
? = ? = ? = 900
Грань №1
a = 1; b = 3; c = 2 > [pic]
Грань №2
a = -3; b = 1; c = 2 > [pic]
Грань №3
a = 1; b = -3; c = -2 > [pic]
Грань №4
a = 3; b = -1; c = -2 > [pic]
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.
|
