Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Российский химико-технологический университет
им. Д. И. Менделеева»
Факультет технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов
Кафедра химии и технологии кристаллов
РЕФЕРАТ
ПО КУРСУ МИНЕРАЛОГИИ
на тему:
Метаморфические процессы минералообразования
Выполнила:
студентка группы Н-35
Баранова Анна Сергеевна
Проверил:
Ахметшин Эдуард Анварович
Москва 2019
Содержание
Введение
Общие свойства минералов
1. Химическая характеристика и формулы минералов
2. Физические свойства минералов
Общие сведения о геологических процессах минералообразования
1. Экзогенные
2. Эндогенные
Метаморфические процессы
1. Основы химической кинетики метаморфических процессов
2. Процессы метаморфизма
3. Парагенетический анализ метаморфических пород
4. Метаморфические фации
5. Динамометаморфизм
6. Импактный метаморфизм
Заключение
Используемая литература
Практическая часть
1. Диагностика минералов
2. Описание выданного образца минерала
3. Выводы
минералообразование химический кинетика метаморфический
ВВЕДЕНИЕ
Познание минерального мира кристаллических тел, происходили в основном в связи с практическими потребностями человечества. И как бы прозаично это не звучало, минералы использовались в подавляющем большинстве случаев лишь с целью извлечения из них ценных компонентов - благородных, цветных, черных и редких металлов и неметаллов, рассеянных элементов, различных химических соединений.
Минералогия принадлежит к числу геологических наук, изучающих земную кору. Название этой науки в буквальном смысле означает учение о минералах, которое обнимает все вопросы о минералах, включая и их происхождение. Термин минерал происходит от немецкого Mineral или французского minйral, от позднелатинского (аеs) minerale -- руда, т.е. рудный штуф, кусок руды. Это указывает, что его появление связано с развитием горного промысла.
Минералогия - наука о минералах, которая изучает кристаллическую структуру, химический состав, свойства, морфологию агрегатов, процессы образования и изменения минералов, закономерности их совместного нахождения в природе, а также условия и методы искусственного получения (синтеза) и практического использования. Объектом изучения минералогии является минерал. Минералами называют физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате определенных природных физико-химических процессов.
Петрология (от греч. рЭфспт -- камень, рус. устар. камневедение) -- комплекс геологических наук о горных породах, процессах их формирования и преобразования. Она включает в себя следующие науки: петрографию, петрофизику, петрохимию, петротектонику, а также экспериментальную петрургию, теоретическую, техническую и космическую петрологию. Петрография (греч. рЭфспт «камень» + гсЬцщ «пишу») -- описательная часть петрологии, она рассматривает структурные, минералогические и химические особенности.
Как самостоятельная наука петрография возникла в середине XIX века после изобретения поляризационного микроскопа английским физиком Г. Толботом и исследования с помощью него горных пород Г. Сорби. На протяжении последующих ста лет наблюдения под микроскопом по факту оставались единственным методом петрографии. Возможности этого метода были значительно расширены Е.С.Федоровым, который в 1891 году сконструировал универсальный столик, открывающий возможности более точного определения оптических свойств минералов. Этап микроскопической петрографии был очень плодотворным, в это время были описаны сотни видов разнообразных видов горных пород и разработаны основы их систематики. Микроскопические исследования продолжают оставаться одним из главных петрографических методов и сейчас.
Большой объём информации о химическом составе кристаллических фаз горных пород, достоверные данные о температуре и давлении при их формировании позволили в полной мере использовать физико-химическую теорию для решения петрологических задач. В настоящее время петрографические и петрологические исследования в том или ином объёме выполняются на всех стадиях геологоразведочных работ и включают следующую последовательность операций: полевые наблюдения, изучение полученных образцов под микроскопом, анализ их химического состава, сбор полученной и вывод новой информации об условиях формирования пород.
Каждая из этих стадий исследования требует профессиональных навыков и умений, а помимо этого ещё и специальной аппаратуры (для двух последних стадий). Следует отметить, что никакие самые продвинутые аналитические приёмы не могут заменить полевых наблюдений и изучения горных пород под микроскопом. Однако, пренебрежение точными лабораторными методами не позволяет судить о составе, строении и происхождении горных пород с той степенью конкретности и определённости, которая доступна современной науке.
ОБЩИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ
Минералы весьма разнообразны по внешним признакам, которые в первую очередь позволяют с достаточной точностью диагностировать их (. Не малую роль в определении играют физические свойства минералов, такие как твёрдость.
Столь же различны и химические свойства минералов: растворимость в воде или в кислотах, окисление или разложение под действием кислорода, углекислоты и влаги, содержащихся в воздухе. Давно установлено также, что некоторые минералы под воздействием света постепенно меняют свою окраску.
Все эти свойства минералов находятся в причинной зависимости от особенностей химического состава минералов, от кристаллической структуры вещества и от строения атомов или ионов, входящих в состав соединений.
1. Химическая характеристика и формулы минералов
Подавляющее большинство встречающихся в природе минералов представлено химическими соединениями. Различают:
· определенные соединения, как простые, так и двойные
· соединения переменного состава.
Все определенные химические соединения, как известно, строго подчиняются закону постоянства состава. Эти законы находятся в полном соответствии с периодической системой элементов Д. И. Менделеева, законами кристаллохимии и учением о симметрии в кристаллических средах. Например:
· окислы (Cu2O, MgO, Fe2O3, SiO2 и др.),
· различные кислородные соли (CaCO3, CaSO4, AlBO3, Mg2SiO4 и др.),
· сульфиды (NiS, FeS2, Sb2S3 и др.),
· галогенные соединения (NaCl, AgBr, CaF2 и др.) и т. д.
Помимо простых химических соединений, в природе распространены двойные соединения, особенно двойные соли. Двойными солями называются такие определенные соединения, которые состоят как бы из двух простых солей, присутствующих в кратных отношениях. В большинстве случаев эти соли являются двойными по катионам, реже - по анионам или одновременно по катионам и анионам. Например, CaMg[CO3]2, K3Na[SO4]2 и т. д.
Кроме определенных химических соединений, существует не мало таких соединений, состав которых не является постоянным, а колеблется то в узких, то в более широких пределах, причем эти колебания состава не могут быть объяснены какими-либо механическими примесями посторонних веществ. Наоборот, колеблющийся состав соединений с кристаллохимической точки зрения находит объяснение в ограниченной растворимости составных компонентов в данном соединении.
2. Физические свойства минералов
Минералы как физические тела обладают широким разнообразием таких свойств, как цвет, твёрдость, блеск, удельный вес и др. В зависимости от химического состава и кристаллической структуры эти свойства у различных минералов проявляются по-разному. Каждый минерал характеризуется какими-либо особыми признаками, по которым его можно всегда отличить от других. Главнейшие свойства минералов:
· Морфологические особенности минералов. К общим особенностям морфологии кристаллов и их граней, также имеющих некоторое практическое значение при определении минералов относятся: габитус (облик кристалла), есть ли двойникование (правильное срастание одиночных кристаллов), штриховатость (ориентированные штрихи на гранях кристалла). Штриховатость может быть обусловлена многократным повторением узких вицинальных граней (комбинационная) или же "сложением" кристаллов (двойниковая).
· Спайность - способность кристаллов при раскалывании образовывать плоские кристаллографически ориентированные поверхности.
· Излом - характер неровной поверхности при разломе. Различают неровный, раковистый, занозистый и другие изломы.
· Цвет минералов - пожалуй, самый важный диагностический признак, на который невольно обращаешь внимание в первую очередь. Многие названия минералов именно поэтому даны в соответствии с его цветом. Существует три вида окрасок, различающиеся по образованию: идиохроматическая (собственная окраска минерала, обусловленная свойством его свойством), аллохроматическая (из-за окрашенных мелкорассеянных примесей) и псевдохроматическая (ложная окраска, обусловленная интерференцией света).
· Цвет черты - цвет минерала в тонком порошке. Получить его легко можно с помощью бисквита (неглазурованной поверхности фарфоровой пластинки). Цвет черты является более надёжным признаком, чем цвет минерала, так как является гораздо более постоянным.
· Блеск - явление отражения части падающего на грань минерала света. Интенсивность блеска тем заметнее, чем больше разница между показателями преломления минерала и среды. Блеск не зависит от цвета минералов, хотя на чёрных он кажется более выраженным. Существует следующая градация блеска (в ряду интенсивность возрастает): слабостеклянный, стеклянный, алмазный, полуметаллический, металлический.
· Прозрачность - свойство веществ и тел пропускать через себя видимый свет. Непрозрачными считаются металлы, хотя по абсолютно непрозрачных тел не существует.
· Твёрдость - способность минерала сопротивляться внедрению инородных тел. Определяется вдавливанием, волочением или царапанием исследуемого минерала о другой с известной относительной твёрдостью. Для этого применяется относительная шкала твёрдости Мооса, составленная из десяти эталонов (в ряду твёрдость возрастает):
1. Тальк - Mg3[Si4O10][OH]2
2. Гипс - CaSO4*2H2O
3. Кальцит - CaCO3
4. Флюорит - CaF2
5. Апатит - Ca5[PO4]3F
6. Ортоклаз - K[AlSi8O8]
7. Кварц - SiO2
8. Топаз - Al2[SiO4](F,OH)2
9. Корунд - Al2O3
10. Алмаз - С
Определение твердости исследуемого минерала производится путем установления, какой из эталонных минералов он царапает последним.
· Хрупкость, упругость, ковкость. Хрупкий минерал крошится под внешним давлением. Ковкий примет новую форму. Упругий вернёт начальную форму после снятия давления.
· Удельный вес и плотность. Минералы делятся на лёгкие (до 2,7 г/смі), средние (от 2,7 до 4 г/смі), тяжёлые (от 4 до 7 г/смі) и очень тяжёлые (более 6,7 г/смі). Определяется приблизительно в руке при покачивании и сравнении разных по весу, но близких по объёму образцов минералов.
· Магнитность. Различают магнитные (ферромагнитные) минералы, которые сами представляют собой магнит, парамагнитные - легко притягиваются магнитом и диамагнитные, которые не проявляют магнитных свойств, а иногда отталкиваются магнитом (например, самородный висмут).
· Радиоактивность. Для некоторых минералов, содержащих в своём составе радиоактивные тяжёлые элементы характерно явление радиоактивности. Его определяют по производимой ими ионизации воздуха с помощью электроскопов, ионизационных камер и различных систем счетчиков. Урансодержащие минералы, способные излучать химически активные лучи, оказывают также сильное воздействие на фотографическую пластинку (получается радиография - по аналогии с фотографией). Если же держать радиоактивный минерал в руке, то будет чувствоваться тепло внутри ладони. Это скажет о том, что не стоит долго держать такой минерал.
· Люминесценция - явление свечения минералов. Различают флюоресценцию (под действием ультрафиолета), термолюминесценцию (при температуре), триболюминесценцию (при трении) и другие.
· Прочие свойства минералов. К ним относится вкус, запах, звук, теплопроводность, электропроводность, пироэлектрические и пьезоэлектрические свойства, детекторные свойства, плавкость, окрашивание пламени, растворимость, определяемые на ощупь (органолиптически) химическое взаимодействие с HCl и многие другие...