Минералы, их основные свойства и классификация

 

 

 

Тарский филиал

Федерального государственного бюджетного

Образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Омский государственный аграрный университет»

Им. П.А. Столыпина

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему: «Минералы, их основные свойства и классификация»

 

 

 

 

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

  Выполнила: студентка Борисюк М.В.

 

      Руководитель:  Банкрутенко А.В 

 

 

  

 

 

 

 

 

Тара 2011

 

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………...	3
ПОНЯТИЕ МИНЕРАЛЫ………………………………………………………	4
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ……………………………………	5
-Физические свойства…………………………………	5
-Механические свойства………………………………	13
-Прочие свойства минералов…………………………	14
КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛОВ………………………………………….	14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….	20
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………...	21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Земная кора состоит в основном из веществ, называемых минералами - от редких и чрезвычайно ценных алмазов до различных руд, из которых получают металлы для наших повседневных нужд.

Минералы сыграли важнейшую роль в развитии человека и создании цивилизации. В каменном веке люди пользовались кремниевыми орудиями труда. Около 10 000 лет назад человек освоил способ получения меди из руды, а с изобретением бронзы (сплава меди и олова) начался новый век - бронзовый.

С начала железного века 3300 лет назад, человек осваивал все больше и больше способов использования полезных ископаемых добытых из земной коры. Современная промышленность по-прежнему зависит от минеральных ресурсов Земли. Знания о том, что они собой представляют, умение отличить их друг от друга позволяют грамотно их использовать в производственных целях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОНЯТИЕ МИНЕРАЛЫ

 

 Минералы — твердые природные или искусственные тела, обладающие сравнительно постоянным химическим составом, границами раздела с другими твердыми, жидкими и газообразными телами. Минералы состоят из правильно повторяющихся в трехмерном пространстве групп ионов, атомов или молекул различных элементов.

Известно около 2200 минералов, а число их названий с разновидностями более 4000. Последнее объясняется тем, что многие минералы имеют несколько названий (синонимы). Кроме того, разновидности минералов получают самостоятельные названия благодаря отклонениям от химического состава, цвета и других свойств. Широко распространенных  в природе минералов насчитывается около 450 видов, остальные встречаются редко.

Названия минералов даются по характерным физическим свойствам, по химическому составу или по месту, где они были впервые обнаружены. Многие минералы названы в честь учёных открывших или описавших их.

Многие называют минералами все, что добывают из земли. Они относят к этому разряду также ископаемое топливо, например, уголь. Однако, минералоги - люди, которые профессионально изучают минералы - считают, что уголь, нефть и природный газ - органические субстанции, поскольку образовались из остатков когда-то живых растений и животных, а потому минералами не являются.

  У минералов определенный химический состав. Они всегда однородны, другими словами, все части минерала одинаковы. Этим они отличаются от горных пород, состоящих из нескольких минералов.

Минералы состоят из химических элементов, т. е. веществ, которые уже нельзя разложить на другие вещества химическим путем. Из 107 известных науке элементов 90 встречаются в естественном виде в земной коре. Некоторые, их называют самородными элементами, пребывают в земной коре в чистом или почти чистом виде. Существует 22 самородных элемента, среди них - золото, серебро и алмазы (одна из форм углерода).

     Часто встречающиеся минералы, такие как полевые шпаты, кварц и слюда, называются породообразующими. Это отличает их от минералов, которые находят только в небольших количествах. Кальцит - еще один породообразующий минерал. Он формирует известняковые породы.

     В природе существует так много минералов, что минералогам пришлось выработать целую систему их определения, основанную на физических и химических свойствах. Иногда распознать минерал помогают очень простые свойства, например, цвет или твердость, а порой для этого требуются сложные тесты в лабораторных условиях с применением реагентов.

 

СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

Физические свойства

Физические свойства минералов имеют большое практическое значение и очень важны для их диагностики. Они зависят от химического состава и типа кристаллической структуры. Выделяют основные свойства и особые.

Все основные свойства проявляются (кроме особых) у каждого минерала. Часто разные по химическому составу минералы бывают внешне похожи по одному или нескольким свойствам. Например, по цвету, блеску, прозрачности минералы кварц и кальцит похожи и их трудно отличить по этим свойствам. Но по другим свойствам - твердости и спайности они резко отличаются друг от друга. Эти свойства для них являются диагностическими признаками. Таким образом, свойства минералов, по которым их можно определить или отличить друг от друга являются их диагностическими признаками.

 

 

 

 

 

 

 

Цвет- способность минерала отражать или пропускать через себя ту или иную часть видимого спектра.

Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Цвет минералов зависит от их внутренней структуры, от механических примесей и главным образом от присутствия элементов-хромофоров, т.е. носителей окраски. Известны многие элементы-хромофоры: таковы хром, ванадий, титан, марганец, железо, никель, кобальт, медь, уран,  и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными, или могут быть в виде примесей.

                                 Минералы - эталоны цвета

синий - азурит, сапфир	бурый – лимонит
зеленый - малахит	свинцово-серый – молибденит
красный - киноварь	черный – магнетит
золотисто-желтый - золото	латунно-желтый - халькопирит

 

В отдельных случаях окраска минерала может быть вызвана:

Иризацией – цветным отливом на гранях или плоскостях спайности некоторых минералов (например, лабрадор), обусловленного наличием тонких включений или трещин, вызывающих интерференцию лучей света.

Побежалостью – цветной пленкой на слегка окислившейся поверхности минерала (халькопирит, борнит).

Цвет черты - это цвет минерала в порошке на белом фоне. Для определения цвета черты используют неглазурованную поверхность фарфора (бисквит). По сравнению с окраской минералов цвет черты является более постоянным, вследствие чего имеет важное диагностическое значение. Минералы с металлическим блеском, как правило, имеют черную черту с разными оттенками, минералы со стеклянным блеском белую, реже слабоокрашенную. Цвет минерала часто не совпадает с цветом его черты.

Определение цвета черты

Цвет черты определяется путем царапания минералом по шероховатой белой поверхности (обычно используются фарфоровые пластинки — «бисквит»), на которой и остаётся «черта» характерной окраски.

Ощутимо надавливая на минерал, проведем на пластинке широкую черту. Если она недостаточно ярка, то следует провести ее еще несколько раз. У некоторых минералов уже первая черта хорошо заметна и густа (непросвечивающая) и иногда так интенсивно окрашена, что выглядит черной. Такую черту следует размазать, чтобы точно определить ее цвет.  
     В некоторых случаях, особенно когда минерал тверже, чем пластинка, черты не образуется. Тогда осколок минерала разбивается молотком или размалывается в ступке, а цвет полученного порошка определяется, на белом фоне.

Если минерал тверже бисквита, а у него твердость 5-6 ( шкала Мооса), то считается, что цвета черты у него нет.

Блеск

Большинство минералов обладает способностью отражать своими поверхностями свет, что и обуславливает блеск минералов.

Различают минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Металлический блеск имеют те минералы (не зависимо от их окраски), которые дают чёрную черту на бисквите (неглазированная поверхность фарфора).

Металловидный или полуметаллический блеск имеют темноокрашенные минералы, дающие, однако, более слабую темную или цветную густо окрашенную черту (например хромит, лимонит).

 

 

Среди неметаллических блесков выделяют:

1. Алмазный — очень интенсивный, характерный для некоторых прозрачных минералов с высоким показателем преломления (алмаз, сфалерит, реальгар и др.). Алмазный блеск переходит в металлический при уменьшении прозрачности минерала;
2. Стеклянный — подобный отражению света от стекла, имеет обширные пределы. Типичный пример этого блеска можно наблюдать на кристаллических плоскостях кварца;
3. Жирный имеющий меньшую интенсивность, чем стеклянный, похожий на отражение света от замасленной гладкой белой бумаги. Из минералов жирным блеском обладает опал;
4. Матовый — имеет незначительную интенсивность или же практически ее лишен. Проявляется главным образом у землистых веществ, таких как каолин, вад и др.

Характерные типы блеска, обусловленные структурой минералов, следующие:

• перламутровый — аналогичен отражению света от внутренних сторон раковин моллюсков. Он свойствен минералам тонкополосчатого строения (некоторые кальциты и опалы), а также обладающим совершенной спайностью (слюды, гипсы и др.). При такой спайности в минерале возникают тонкие трещинки вдоль плоскостей спайности, от которых отражается свет; наложение (интерференция) отраженного света и проявляется в виде пестрых окрасок;
• шелковистый — характерный для волокнистых минералов, таких как хризотил, гипс, волокнистый кварц и др.
• Восковой блеск - если не знаете, как выглядит воск, то, в принципе, можно посмотреть на стеариновую свечку. Что значит, не блестит? Блестит, точнее, отсвечивает тусклым блеском.

Определение блеска минерала

Металлический и неметаллический блеск различаются на глаз. Переходную форму — полуметаллический блеск — очень тяжело определить однозначно.   

 Степень  интенсивности металлического блеска  обычно не определяется, но в большинстве случаев он сильный (как, например, у пирита или галенита).  
     Отражение света при неметаллическом блеске связано с рядом таких факторов, как гладкость отражательной поверхности, прозрачность минерала, величина двупреломления, строение агрегата (т. е. сростка кристаллов) и т. п. Поэтому при неметаллическом блеске мы различаем как степень его интенсивности, так и его виды, обусловленные структурой минерала.    

Блеск лучше наблюдать на свежем изломе минерала.

Твердость

Твердость минералов— сопротивление минерала внешнему механическому воздействию другого более твёрдого тела. Обусловлена главным образом прочностью кристаллической решётки  и её механическими параметрами(упругостью, пластичностью, хрупкостью, наличием и плотностью различных видов дислокаций).

Для практических целей пользуются эмпирической шкалой твердости, предложенной в начале XIX в. австрийским минералогом Моосом.

Шкала Мооса

1. тальк
2. гипс 
3. кальцит
4. флюорит ( плавиковый шпат)
5. апатит
6. полевой шпат
7. кварц
8. топаз
9. корунд
10. алмаз

 

 

Встречающиеся в природе минералы, по твердости можно разделить на 4 группы:

1. Мягкие минералы (ноготь оставляет царапину на минерале). Примеры: тальк, графит ,гипс и др.
2. Минералы средней твердости (ноготь не оставляет царапины на минерале, минерал не оставляет царапины на стекле). Примеры: кристаллический кальцит, халькопирит, ангидрит.
3. Твердые минералы (минерал оставляет царапину на стекле, но не оставляет её на горном хрустале). Примеры: кварц, полевые шпаты.
4. Очень твердые минералы (минерал оставляет царапину на горном хрустале). Примеры: топаз, алмаз.

 

Спайность — способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям с образованием гладких параллельных поверхностей, называемых плоскостями спайности. Спайность возникает в тех направлениях, где химические связи решётки ослаблены. Она обусловлена внутренней структурой минерала и не зависит от внешней формы кристалла или зерна минерала.