Контрольное задание по дисциплине «Минералогия и Петрология» №9

Выполнила:

Шалиткина А.В. Эк(б)-3

I. Каждый минерал характеризуется своей конституцией – только ему присущим определенным единством его кристаллической структуры и химического состава.

Структура кристалла – это конкретное расположение частиц в пространстве. Классификация кристаллических структур была предложена Г.Б.Бокием в 1954. В ней все структуры делятся на пять категорий: координационные, островные, цепочечные, слоистые и каркасные.

К координационным структурам принадлежат такие, у которых атомы или ионы имеют высокое координационное число, соответствующее правильному координационному полиэдру. Примерами таких структур являются структуры самородной меди, золота, платины, галенита, флюорита. Для координационных структур характерно отсутствие сложных узлов, состоящих двух или более структурных единиц.

Наличие сложных структурных узлов характерно для второй категории структурных узлов характерно для второй категории структур – островных. Здесь в отличие от координационных структур в кристаллической решетке выделяются определенные узлы, связь внутри которых более прочная и иная по типу, чем между узлами. В качестве примера можно, привести структуры пирита – FeS₂, барит – BaSO₄, оливина (Mg,Fe)₂SiO_4, содержащие обособленные комплексные ионы [S₂]^-2, [SO₄]^-2, [SiO₄]^-4 или структуру серы, которая характеризуется обособленными молекулами S₂, выделяющимися на фоне обшей структуры в виде очень прочных восьмерных колец – «островов», связь внутри которых ковалентная, а между ними – остаточная. В связи с тем что кольца характерны для многих минералов как разновидность островных структур, выделяются кольцевые структуры, примером которых являются структуры серы, берилла – Be₃Al₂Si₆O₁₈, волластонита – CaSiO₃.

В том случае, когда отдельные структурные узлы увязаны одинаковой связью в цепочки, вытянутые бесконечно только в одном направлении, образуются цепочечные структуры, например самородного теллура, миллерита – NiS, рутила - TiO₂. Если такая цепочка удваивается путем ее отражения в плоскости симметрии, получаются ленточные структуры, примером которых являются структуры антимонита – Sb₂S₃ , гетита – FeOOH и др.

При бесконечном отражении цепочки или ленты в параллельных им плоскостях создаются слоистые структуры, вытянутые бесконечно в двух направлениях, например структуры ковеллина – CuS, брусита - Mg(OH)₂, мусковита - KAl(Si₃Al)O₁₀, талька - Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂, гипса - CaSo₄ ٠2H₂O.

Для всех этих структур характерно то, что связь внутри цепочки, ленты или листа более прочная и обычно другая по типу, чем связь между отдельными цепочками, лентами и листами.

Каркасные структуры являются дальнейшим усложнением первоначально взятых цепочек. Если отразить цепочку в двух взаимно перпендикулярных плоскостях симметрии, параллельных цепочкам, возникает трехмерная структура, связь внутри которой будет более прочная, чем связь со всеми остальными структурными единицами данной структуры. Такие остовы или каркасы обычно имеют крупные пустоты, в которые входят катионы, а также добавочные анионы и вода. Примерами таких структур являются структуры кварца SiO₂, полевых шпатов, например, KAlSi₃O₈, борацита - Mg₆B₁₄O₂₆Cl₂.

II. Для выяснения химического состава минерала производят химический анализ. В результате пересчета данных анализа определяют химическую формулу минерала.

Химический состав минералов выражается цифрами валового химического анализа в процентах и в виде химических формул. Теоретический состав минерала может быть рассчитан на основании его формулы. Формулы могут быть эмпирическими, показывающими только химический состав, и структурными, дающие представление о пространственном расположении атомов в минерале и их связи между собой.

Запись состава минерала в виде оксидов. Такая запись в настоящее время применима либо для грубой характеристики состава минерала, либо в качестве промежуточной ступени при расчете структурных формул (микроклин: K₂O٠Al₂O₃٠6SiO₂).

Простейшие химические формулы. Запись в виде простейших химических формул широко используется в настоящее время в неорганической химии и отражает количественные соотношения составных частей минерала, не затрагивая его структурных особенностей. (мусковит H₂KAl₃Si₃O₁₂).

Кристаллохимические (конституционно-химические) формулы показывают в той или иной условной форме структурные особенности минерала и количественные соотношения атомов, занимающих в его кристаллической решетке разные структурные позиции. Наиболее распространенная формула –это формула Ф.Махачека. Формулы конкретных минералов могут быть записаны следующим образом: прирофиллит 2/∞(OH)₂Al₂⁽⁴⁾(Si₄⁽⁴⁾O₁₀)m. Для расчета структурных химических формул минералов в настоящее время применяются две группы методов. Кристаллохимические формулы являются условным способом записи состава и структуры минерала. Кристаллохимическая формула карбоцернаита – (Са_0,37 Nа_0,28 Cе_0,22Sr_0,16Ва_0,03)_1,01(CO₃). Расчет формулы минерала направлен на вычисление коэффициентов атомов, входящих в формулу.

Расчет формулы минерала по элементарной ячейке минерала. Все вычисления основаны на определении действительного числа атомов каждого элемента в элементарной ячейке. За исходные при этих расчетах берутся абсолютная масса элементарной ячейки минерала, молекулярные или атомные массы компонентов, полученные из масс.%.

Изображение состава минерала в виде минала. Метод изображения состава минерала в виде смеси некоторых реальных или гипотетических соединений, называемых миналами.

III. Горные породы различаются глубиной залегания, структурой и текстурой. Структура - это внутреннее строение, отличающееся степенью кристалличности, формой, размерами кристаллов, а текстура определяется взаимным расположением составных частей данной породы в занимаемом ими объеме. По степени кристалличности отличают полнокристаллические, полукристаллические, стекловатые структуры. Полнокристаллические структуры бывают у глубинных пород, которые образовались при медленном охлаждении магмы, и у метаморфических пород, полукристаллические и стекловатые структуры характерны для излившихся пород. С учетом размеров зерен различают крупно-, средне- и мелкозернистые структуры. Текстура показывает сложение породы, т. е. как минеральные агрега­ты распределены в пространстве. Основными видами текстур являются: однородная (обычная текстура в изверженных породах), неоднородная (такситовая), гнейсовидная (сланцеватая).

IV. Среди группы кислых пород нормальной щелочности, помимо гранитов, гранодиоритов и риолитов, выделяются плагиограниты, трондъемиты и другие разновидности. Кислые породы содержат 64-78% SiO₂. Группы магматических горных пород по степени щелочности, т.е. по относительному содержанию суммы щелочей, разделяются на петрохимические ряды (нормальные, субщелочные, щелочные).

Интрузивные разновидности. Граниты имеют различную зернистость, равномерную или порфировидную структуры и разнообразные текстуры. Они сложены калиевым полевым шпатом (преобладает 35-40%), кварцем (25-35%), плагиоклазом (20-25%), биотитом (5-10%), роговой обманкой, пироксенами и, редко, железистым оливином (фаялитом). Гиперстеновые граниты или чарнокиты встречаются в докембрийских областях. В их составе присутствует голубой кварц (около 40%), калиевый полевой шпат - микроклин и микроклин-пертит (около 50%), пониженное содержание плагиоклаза - олигоклаза или андезина (6%) и темноцветные минералы - железистый ортопироксен, роговая обманка, биотит, реже диопсид. Аляскиты - это лейкократовые породы, в составе которых преобладает калиевый полевой шпат - ортоклаз, микроклин или микропертит. Плагиограниты - полнокристаллические различной зернистости поро-ды с гипидиоморфнозернистой или гранитной структурой. Они содержат кварц (30-40%), плагиоклаз (>40%), калиевый полевой шпат (<5%), биотит и роговую обманку. Гранодиориты - средне- и крупнозернистые, иногда порфировидные породы, которые отличаются от гранитов меланократовостью и меньшим содержанием кварца. В них содержится темно-серый кварц (15-25%), ка-лиевый полевой шпат (0-20%), плагиоклаз, биотит и роговая обманка.

Жильные и дайковые афировые породы представлены микрогранита-ми, микрогранодиоритами, микроплагиогранитами или жильными гранитами и гранодиоритами. Помимо их, выделяются аплиты (микрозернистые) и пегматиты (крупно- и гигантозернистые), имеющие лейкократовый облик.

Эффузивные породы. Кислые вулканические породы обычно содержат существенное количество стекла. Встречаются даже разновидности, сложенные только стек-лом. Поэтому основное подразделение данных пород производится по химическому составу, главным образом по SiO2: выделяются риолиты (>73%), дациты (в среднем 66%) и промежуточные разновидности - риодациты.

Для всех групп пород не только плутонических, но и вулканических, классификацияпо количественно-минеральному составу на основе сдвоенного треугольника: кварц — щелочной полевой шпат — плагиоклаз — фельдшпатоиды. Д.С. Штейнберг предложил для эффузивных и интрузивных пород (мезокотектоидов) классификационную диаграмму в координатах АЬ — Ort — An — Q наряду с диаграммой в координатах Q—а. Пересчеты на нормативный состав дают возможность лишь условного сопоставления неполнокристаллических эффузивных пород с интрузивными, ибо часто наблюдается несоответствие между нормативным и модальным составом.Это несоответствие особенно велико при пересчете химических анализов на нормативный состав по CIPW для недосыщенных вулканических пород, что в 1971 г. отмечали Ф. Чейс и Г. Иодер. Позднее Г. Пихлер и Р. Стенгелин подчеркнули преимущество норм А. Ритмана перед системой норм CIPW и показали, что одна и та же порода (например, риолит) в зависимости от системы пересчета может оказаться в поле риолита или дацита при использовании сдвоенной треугольной диаграммы QAPF.А. Штрекайзен предложил треугольные диаграммы Ab—An—Ort, Ab—An—F для разделения магматических пород (интрузивных и эффузивных) по нормативному составу и диаграмму, которые при сопоставлении горных пород более приемлемы, чем сдвоенная треугольная диаграмма QAPF.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: