Реферат на тему минералогия

Обновлено: 05.07.2024

Самородное золото является без сомнения самой значительной золотосодержащей фазой большинства золотых эпитермальных месторождений. Однако оно обычно содержит значительные количества серебра и чаще описывается как электрум (более 20 вес.% серебра; Boyle, 1979), хотя некоторые авторы используют этот термин для всех смесей золота/серебра. Золото (и электрум) могут также содержать медь, ртуть, платиноиды и другие металлы, или в твёрдых растворах или в виде субмикроскопических включений. Обычно эти элементы присутствуют в небольших количествах, редко превышая 10 вес.%.

Имеются другие минералы, в которых золото является существенным компонентом (табл. 12.1), но их тренды отмечаются редко. Теллуриды золота в большинстве месторождений встречаются реже, но в некоторых, таких как Ватукоула на о.Фиджи, они являются основными рудами. Теллуриды не встречаются в порфировых месторождениях, за исключением наложений последней стадии. Сульфиды, селениды и антимониды золота очень редки.

Твёрдые замещения золота встречаются в других минеральных фазах, но они не имеют значений в качестве руд. Самородное золото отмечается в виде небольших включений в других минералах и в большинстве практических случаев может рассматриваться как примесь. Оно более значительно в порфировых и VHMS месторождениях, чем в мало глубинных эпитермальных системах. Арсенопирит является наиболее обычным вмещающим минералом золота в гипогенных месторождениях, за которым следуют другие сульфиды, тогда как окислы железа и марганца (наряду с глинами) являются важными вмещающими минералами в супергенных месторождениях.

Состав электрума изменяется значительно в разных месторождениях и типах месторождений, в пределах одного месторождения и даже в отдельных зёрнах (до 40 вес.%; Shikazono, 1985). Состав электрума можно использовать для реконструкции условий рудной минерализации, поскольку его образование зависит от температуры, рН и растворённых концентраций золота, серебра, серы faS₂), кислорода ^О₂) и хлора в рудообразующих гидротермах (Gammons, Williams-Jones, 1995). В общем, высокому содержанию золота в электруме благоприятствуют низкий рН, высокие температуры, высокие аS₂, аО2, высокий Cl-, высокие отношения Au/Ag в растворах и присутствие теллуридов и других минералов, содержащих Ag. Поскольку серебро преимущественно поглощается теллуридными минералами, то золото, которое встречается в самородной форме в месторождениях, богатых теллуром (т.н. Ватукоула, Фиджи), очень чистое (обычно > 95% Au).

При умеренных температурах ( 1 (т.н. Мезел на Сулавеси, и Карлин в Неваде). Мезотермальные месторождения обычно имеют низкие содержания серебра и, следовательно, высокие отношения Au/Ag. Некоторые порфировые месторождения имеют низкое Au/Ag (в породе), особенно там, где имеется большая примесь Ag в других минералах. В целом, отношения Au/Ag в порфировых месторождениях, богатых золотом, ниже, чем в эпитермальных средах, но это бывает не всегда (т. н. классическое исследовании Fisher , s округа Вау в Папуа Новая Гвинея, 1945). Отношения будут выше там, где есть супергенное обогащение, и в детритовых частицах золота.

3.1 Контролирующие факторы

Факторы, контролирующие отношение Au/Ag следующие:

-Наличие Au и Ag в породе-источнике. Обычно это не является важным фактором. -Природа образования комплексов в растворе. Золото переносится в большинстве эпитермальных растворов почти полностью в виде бисульфидов, тогда как серебро переносится, как в виде бисульфидов, так и в виде хлоридных комплексов. В порфировых системах степень хлоридного комплексирования золота может стать более важным фактором. Но даже в этом случае более минерализованные растворы будут стремиться к преимущественному переносу Ag.

-Относительная растворимость комплексов. Золотые соединения менее растворимы, следовательно, они стремятся отложиться первыми при остывании или других механизмах концентрирования, в то время как серебро переносится дальше.

-Относительная растворимость фаз сразу после отложения. После отложения золото и его соединения являются менее растворимыми, чем соответствующие отложения серебра и, в связи с этим, золото менее склонно к ремобилизации.

-Относительная растворимость супергенных комплексов. Как золото, так и серебро могут быть ремобилизованы супергенными процессами, но поскольку соединения серебра растворимы в большинстве условий, то они, по-видимому, должны быть более способны к переносу.

-Относительная тенденция к очистке другими минералами. Золото, преимущественно, адсорбируется некоторыми минералами, такими как окислы железа и марганца, что приводит к последующему супергенному обогащению.

3.2 Обычные тренды

Обычно наблюдаются некоторые тренды Au/Ag (рис. 12.3), хотя имеются исключения из любого правила. В эпитермальных месторождениях отношение Au/Ag уменьшается вдоль потока гидротерм, поскольку золото менее растворимо и оно отлагается первым. Соответственно это отношение увеличивается с глубиной в эпитермальных месторождениях (т.н. Сиротан, рис.12.4). Однако в порфировых месторождениях может встречаться противоположный тренд, поскольку в полиметаллических сульфидах содержится большая примесь серебра, которое обычно отлагается вблизи расположенной зоны. В месторождениях VHMS отношение Au/Ag обычно очень низкое, потому что степень хлоридного комплексообразования Ag в морской воде производится минерализованными гидротермами.

Супергенное обогащение обычно увеличивает Au/Ag соотношение. Это может быть идентифицировано как обогащение золотом края частиц, а их ядро имеет повышенные концентрации серебра, что в аридных условиях может привести к обогащению золотом вглубь месторождения на 200м (т.н. Тонопах, Невада). В аллювии и элювии эти процессы могут распространиться глубже вследствие мобилизации золота гумидными кислотами, что приводит к формированию сложных частиц или агрегатов, сцементированных золотом высокой пробы (обычно > 99%Au).

4 Отношения Au/Ag в разведке: цели, методы и проблемы

Возникает вопрос, зачем изучать отношения золота к серебру вообще? Для этого существует несколько причин.

-Обычно данные получают при разведке по программе рутинного ряда и часто могут быть в легко обрабатываемой форме, т.е. компьютерными программами.

-Отдельные абсолютные отношения могут дать ключ к определению природы месторождений и/или расположению проб в рудообразующей системе.

-Тренды данных могут помочь в интерпретации палеогидрологии, т.е. изучением уменьшения отношения Au/Ag вниз по направлению потока.

-Тренды Au/Ag могут помочь в интерпретации парагенезисов.

-Вариации отношения Au/Ag могут помочь в идентификации степени супергенного обогащения и, следовательно, промышленной значимости глубоких уровней месторождения. Если имеется очень высокое отношение Au/Ag, или если окажется, что оно уменьшается с глубиной, то может предполагаться супергенное обогащение. Если это так, то абсолютные содержания Au, наблюдаемые в поверхностных пробах или в неглубоких скважинах, могут на глубине не выдерживаться. Если, с другой стороны, имеется низкое отношение Au/Ag, то супергенное обогащение мало вероятно, и может быть большая уверенность сохранение концентраций на глубине.

4.2 Проблемы/предположения

При изучении отношения Au/Ag должны рассматриваться следующие аспекты.

-Анализируются породы или другие источники? Оба вида анализов полезны, но нельзя их смешивать.

-Каков интервал опробования? Как очень большие пробы (валовые пробы), так и очень маленькие пробы (микрозондовый анализ) могут быть ограниченно ценными. Маленькие пробы могут привести к обнаружению самородка вследствие неоднородного опробования.

-Сопоставляются ли разные события рудообразования? Наряду с другими петрологическими методами, важно установить сравниваются ли данные одних и тех же событий.

-Значительно ли влияние супергенных процессов? Так, например, имеется ли видимое окисление образцов, встречается ли золото в окислах, и имеются ли очень богатые золотом края на золотых частицах?

В природе почти не встречается минералов абсолютно однородных.

Эта неполная однородность их и некоторое непостоянство состава

происходят в результате внешних условий, при которых минералы

образуются, или являются следствием особых свойств химических элементов

При своем образовании минералы захватывают частицы посторонних

веществ, с которыми находятся в соприкосновении в момент образования.

Эти посторонние, чуждые минералу вещества и оказываются примешанными

к нему в переменном, случайном количестве, чисто механически. Иногда

механическая примесь посторонних веществ к какому-нибудь минералу

может количественно даже преобладать над веществом его и все-таки не

изменяет характеристических свойств самого минерала.

Совершенно отлична от этой неоднородность минералов,

Эти явления гораздо глубже. Они имеют уже не случайный,

механический, а физико-химический характер и подробнее будут

В настоящее время известно около 2000 минералов, но далеко не все

они имеют одинаковое значение как в природе, так и в жизни человека.

Всестороннее изучение минералов есть предмет минералогии

Минералогия принадлежит к циклу геологических наук, т. е. наук,

изучающих неорганическую часть земного шара. Возраст минералогии, как

науки, определяется периодом около двух тысяч лет. Таков возраст

древнейшего , дошедшего до нас минералогического трактата Феофраста,

Вспомогательными для минералогии науками являются химия, физика,

кристаллография и геология; сама же минералогия служит основой для

Возникновением своим минералогия обязана горному делу. Для того

чтобы найти минерал и затем использовать его, надо знать во-первых, что он

собою представляет, как выглядит, какими обладает свойствами и в каких

Дальше надо уметь отделить, следовательно прежде всего отличить

полезный минерал от бесполезного или даже вредного. Затем надо уметь

обработать минерал с тем, чтобы извлечь из него полезную составную часть.

Минералогия по своему содержанию делится на две большие части:

описательную и теоретическую. Описательная минералогия, как ясно из

названия, занимается исследованием и описанием минералов и всех их

свойств. Теоретическая минералогия стремится систематизировать данные

минералогии описательной, найти закономерность тех или иных явлений в

минералах, объяснить их; она изучает и разрабатывает самые методы

Как описательная, так и теоретическая минералогия изучают

Из всех свойств минералов выделим физические и химические. К

физическим относятся оптические, механические, электрические, м агнитные,

теплофизические свойства и плотность. К химическим свойствам отнесём

степень реакционной способности минералов, особенности их

взаимодействия с различными реагентами, растворимость. Есть и такие

свойства минералов, которые можно назвать физико-химическими.

На различиях плотности, электрических и магнитных свойств основаны

геофизические методы поиска и разведки месторождений полезных

ископаемых. Характер механических свойств определяет выбор способов

измельчения минералов при обработке их руд. Физико-химические свойства

поверхности зёрен и кристаллов влияют на поведение минералов при их

флотации. Термодинамические и химические свойства проявляют в

Хотя главные характеристики минералов (химический состав и

внутренняя кристаллическая структура) устанавливаются на основе

химических анализов и рентгеноструктурного метода, косвенно они

отражаются в свойствах, которые легко наблюдаются или измеряются. Для

диагностики большинства минералов достаточно определить их блеск, цвет,

Физические свойства минералов имеют большое практическое

значение (радиоактивность, люминисценция, магнитность, твёрдость,

оптические свойства и др.) и очень важны для их диагностики. Они зависят

от химического состава и типа кристаллической структуры. Например,

радиоактивные свойства минералов зависят от химического состава –

наличие радиоактивных элементов, спайность минералов зависит от

особенностей их кристаллической структуры, плотность - от химического

состава и от типа кристаллической структуры. Физические свойства могут

представлять скалярную величину (независимы от направления) , например

плотность, или быть векторными (зависящими от направления) , например

Блеск – качественная характеристика отраженного минералом света.

Некоторые непрозрачные минералы сильно отражают свет и имеют

металлический блеск. Это характерно для рудных минералов, например,

галенита (минерал свинца), халькопирита и борнита (минералы меди),

аргентита и акантита (минералы серебра). Большинство минералов

поглощают или пропускают значительную часть падающего на них света и

обладают неметаллическим блеском. Некоторые минералы имеют блеск,

переходный от металлического к неметаллическому, который называется

Минералы с неметаллическим блеском обычно светлоокрашенные,

некоторые из них прозрачны. Часто бывают прозрачными кварц, гипс и

светлая слюда. Другие минералы (например, молочно-белый кварц),

пропускающие свет, но сквозь которые нельзя четко различить предметы,

называют просвечивающими. Минералы, содержащие металлы, отличаются

от прочих по светопропусканию. Если свет проходит сквозь минерал, хотя

бы в самых тонких краях зерен, то он, как правило, нерудный; если же свет

не проходит, то он – рудный. Бывают, впрочем, и исключения: например,

светлоокрашенный сфалерит (минерал цинка) или киноварь (минерал ртути)

Минералы различаются по качественным характеристикам

неметаллического блеска. Глина имеет тусклый землистый блеск. Кварц на

гранях кристаллов или на поверхностях излома – стеклянный, тальк,

разделяющийся на тонкие листочки по плоскостям спайности, –

перламутровый. Яркий, сверкающий, как у алмаза, блеск называется

Когда свет падает на минерал с неметаллическим блеском , то он

частично отражается от поверхности минерала, а частично преломляется на

этой границе. Каждое вещество характеризуется определенным показателем

преломления. Поскольку этот показатель может быть измерен с высокой

точностью, он является весьма полезным диагностическим признаком

Характер блеска зависит от показателя преломления, а оба они – от

химического состава и кристаллической структуры минерала. В общем

случае прозрачные минералы, содержащие атомы тяжелых металлов,

отличаются сильным блеском и высоким показателем преломления. К этой

группе относятся такие распространенные минералы, как англезит (сульфат

свинца), касситерит (оксид олова) и титанит, или сфен (силикат кальция и

титана). Минералы, состоящие из относительно легких элементов, также

могут иметь сильный блеск и высокий показатель преломления, если их

атомы плотно упакованы и удерживаются сильными химическими связями.

Ярким примером является алмаз, состоящий только из одного легкого

элемента углерода. В меньшей степени это справедливо и для минерала

), прозрачные цветные разновидности которого – рубин и

сапфиры – являются драгоценными камнями. Хотя корунд состоит из легких

атомов алюминия и кислорода, они так крепко связаны между собой, что

минерал имеет довольно сильный блеск и относительно высокий показатель

Некоторые блески (жирный, восковой, матовый, шелковистый и др.)

зависят от состояния поверхности минерала или от строения минерального

агрегата; смоляной блеск характерен для многих аморфных веществ (в том

числе минералов, содержащих радиоактивные элементы уран или торий).

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 Cr, V, Ti, Mn, Fe, Ni, Co, Cu,

U, Mo и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными,

В качестве примеров можно привести латунно-желтый пирит (FeS

свинцово-серый галенит (PbS) и серебристо-белый арсенопирит (FeAsS

других рудных минералов с металлическим или полуметаллическим блеском

характерный цвет может быть замаскирован игрой света в тонкой

поверхностной пленке (побежалостью). Это свойственно большинству

из-за его радужной сине-зеленой побежалости, быстро возникающей на

свежем изломе. Однако другие медные минералы окрашены в хорошо всем

Некоторые неметаллические минералы безошибочно узнаются по

цвету, обусловленному главным химическим элементом (желтому – серы и

черному – темно-серому – графита и др.). Многие неметаллические

минералы состоят из элементов, которые не обеспечивают им специфической

окраски, но у них известны окрашенные разновидности, цвет которых

обусловлен присутствием примесей химических элементов в малых

количествах, не сопоставимых с интенсивностью вызываемой ими окраски.

Такие элементы называют хромофорами; их ионы отличаются

избирательным поглощением света. Например, густо-фиолетовый аметист

обязан своей окраской ничтожной примеси железа в кварце, а густой зеленый

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.

Содержание работы

Файлы: 1 файл

Тарский филиал.docx

Федерального государственного бюджетного

Высшего профессионального образования

Им. П.А. Столыпина

Выполнила: студентка Борисюк М.В.

Руководитель: Банкрутенко А.В

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ……………………………………

-Прочие свойства минералов………… ………………

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.

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.

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.

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.

Минералогия изучает минералы, их свойства, генезис и возможности применения.
В природе любое неорганическое вещество в зависимости от температуры и давления может находиться в одном из агрегатых состояний – твердом, жидком или газообразном и, в зависимости от изменений этих условий, можетпереходить из одного состояния в другое. Большинство неорганических природных соединений, находящихся в твердом, кристаллическом состоянии, относится к минералам.
Минералами называют преимущественно твердые физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.

Минералы –это природные химические соединения.(Жидкости и газы не минералы, а среда их образования или изменения. Ед. жидким минералом является ртуть. Вода не минерал, лед – минерал.)

Минеральные индивиды – это отдельные кристаллы, имеющие определенные размеры.

2. Кристаллические структуры минералов построены из ионов, атомов или молекул, геометрически правильно расположенных в пространстве. Их расположение отождествляется сточками, образующими закономерно повторяющиеся в пространстве плоские сетки, ряды и узлы.

Рис. 1. Способы изображения кристаллических структур минералов: шариковая (а), точечная (б), полиэдрическая (в).

Кристаллическое строение минералов определяется принадлежностью их к трем категориям (низшей, средней и высшей), семи сингониям, 14 типам кристаллических решеток (типов Браве) и 32классам симметрии (рис. 2). Сущестует 230 законов симметрийного расположения частиц в кристаллических решетках.

Рис. 2. Семь сингоний и 14 типов кристаллических решеток (типы Браве).

Полиморфизм – явление кристаллизации вещества одного и того же состава в виде кристаллов разных сингоний.
Минералы одного и того же состава, но с разными кристаллическими структурами называются полиморфнымимодификациями. (Например, пирит и мароказит. Полиморфные модификации относятся к разным минеральным видам).

3. Классификация минералов

Систематика минералов включает следующие классы:
1 класс - самородные элементы, или простые вещества (металлы, полуметаллы, неметаллы, а также малораспространенные нитриды, карбиды, фосфиды, силициды).
2 класс - сульфиды и их аналоги (арсениды, антимониды, висмутиды,теллуриды, селениды).
3 класс - галогениды (хлориды, фториды и др.).
4 класс - окислы и гидроокислы.
5 класс – молибдаты, вольфраматы, хроматы и нек. др
6 класс - карбонаты.
7 класс - нитраты.
8 класс - фосфаты и их аналоги (арсенаты, ванадаты).
9 класс - сульфаты и их аналоги.
10 класс - силикаты, алюмосиликаты и их аналоги (боросиликаты).
11 класс - бораты.
Подклассы формируютсяпо структурным типам минералов. Выделяются минералы со следующими типами структур (рис. 3):
координационной,
• островной,
• цепочечной,
• слоистой,
• каркасной.
Более дробное деление подклассов проводится в зависимости от особенностей химического состава: его сложности и присутствия добавочных анионов и воды.

Типы структур: координационные, островные, цепочечные, слоистые,каркасные
Рис. 3. Типы кристаллических структур.

4. Морфология минералов

Минеральные индивиды обычно встречаются в форме индивидуальных кристаллов (монокристаллов), либо в моно- или полиминеральных срастаниях – агрегатах. Мономинеральные агрегаты – это срастания одного минерала (например, друза кварца). Полиминеральные агрегаты – это срастания нескольких минералов, к ним относятся минеральныесрастания жил, ассоциации горных пород и руд.

4.1. Внешний облик минеральных индивидов.

Внешний облик минеральных индивидов (или их габитус) определяется развитием простых кристаллографических форм.

1. Простые формы в кристаллах разных категорий симметрии и сингоний.

Читайте также: