Навигация
4. Минералы горных пород
Бурый железняк – минеральное образование, считавшееся до последнего времени самостоятельным минералом (лимонит) химического состава 2Fe2O3. 3H2O с определенными физическими свойствами (твердость 5-5,5; удельный вес 3,5-3,96; окраска от тёмно-коричневой до светло-желтой). После применения тонких методов исследования (рентгеноструктурного, термического, оптического и др.) установлено, Б.ж. представляет тонкодисперсную смесь нескольких минералов: гетита (FeOOH), гидрогетита (FeOOH+H2O), лепидокрокита (FeOOH), гидрогематита(Fe2O3 +H2 O), гематита (Fe2O3) и др. Большая часть Б. ж. не имеет яснокристаллического строения, обнаруживая только зачаточную кристаллизацию твердых коллоидных смесей.
По структуре различают несколько разновидностей Б.ж.: сплошные массы, состоящие из мелко и скрытокристаллического агрегата гетита и гидрогетита и др.; черные и темно-коричневые натечные сферические и сталактитовые формы с радиальнолучистым строением, т.н. бурая стекляная голова; разнообразной формы размеров конкреции и желваки, обычно заключенные в глинистых мергелистых породах; оолитовые бобовые и почковидные; жеоды с концентрически зональным строением, псевдоморфозы по пириту, марказиту, сидериту (гидрогетит), магнетиту (гидрогематит) и ископаемым органическим остаткам (преимущественно гидрогетит). Б.ж. является одной из самых распространенных железных руд. Образование его связано с процессами гипергенеза и окисления в поверхностной зоне земной коры. Большие количества Б.ж. накапливаются в результате процессов выветривания многочисленных серноколчеданных, медноколчеданных, золотопирито-кварцевых, сидеритовых и других месторождений, за счет окисления и растворения пирита, халькопирита и других железосодержащих сульфидов, а также сидерита. Образующиеся при этом железные шляпы, преимущественно состоящие из Б.ж. иногда разрабатываются в качестве железных руд. Наиболее крупные скопления Б.ж. известны в осадочных месторождениях (морских, озерных и болотных), где отложения окислов и гидроокислов железа происходило гл. обр. химическим путем, но, по видимому, также и с помощью микроорганизмов - железных бактерий - биохимическим путем. К этому типу относятся крупнейшие промышленные месторождения железных руд, как в России, так и за рубежом.
Обычно руды Б.ж. считаются промышленными при содержании железа свыше 30 . При определение ценности месторождений Б.ж. имеют большое значение мощность, условия залегания и наличие вредных или полезных примесей (глинистые и силикатные частицы, фосфор, марганец, кремний, мышьяк, ванадий и др.).
Значение Б.ж. для металлургической промышленности очень велико. Большой промышленный интерес представляют Б.ж. с примесями никеля и хрома, служащие сырьем для выплавки природно-легированного металла (Халиловское, Елизаветинское, Малкинское, Маяри-Куба и др. месторождения), а также отличающиеся особой чистотой от вредных примесей (напр. байкальские Б.ж.).
Для Б.ж. обычно требуется применение процессов подготовки к плавке в доменных печах - промывки для освобождения от глинистых и землистых примесей, обжига для удаления влаги и серы, грохочения для разделения на классы по крупности кусков, окускования, а иногда и сложных процессов обогащения (напр. обжиго-магнитное обогащение).
Опал (драгоценный камень) – аморфный минерал, твердый природный гидрогель состава SiO2 . nH2O. Содержание воды в большинстве О. составляет 3-9 , иногда доходит до 34 . обычные примеси: MgO, CaO, Al2O3, Fe2O3 и др. Образует натечные, слоистые, пористые агрегаты. Твердость 5-5,5; уд. вес 1,9-2,5. Окраска, благодаря различным примесям, особенно содержащим железо и другие окрашивающие элементы (хромофоры), бывает различной – белой, желтой, бурой и др.; нередко бесцветен. Для полупрозрачных разновидностей характерна опалесценция. Разновидности: гиалит (бесцветный и прозрачный), благородный О. (с красивой игрой цветов), гидрофан (пористый, мутный О.) и др. Некоторые горные породы целиком состоят из О. –гейзерит, диатомит, трепел. Образование О. происходит путем выпадения из термальных и поверхностных вод. В зоне выветривания образование О. связано с разложением силикатов, в первую очередь полевых шпатов, под действием воды и углекислоты. О., отлагающийся из горячих водных растворов, встречается в рудных жилах, в пустотах вулканических пород и в отложениях гейзеров. Из О. состоят скорлупки диатомовых водорослей, слагающие диатомит, скелеты радиолярий и спикулы некоторых губок.
В природной обстановке О. различного происхождения с течением времени дегидратируются и подвергаются кристаллизации с образованием халцедона или кварца. Цветные иризирующие О. употребляются в качестве поделочных камней; благородный О. является драгоценным камнем. Из опаловых пород наибольшее практическое значение имеют диатомиты и трепелы.
Кварц- минерал, одна из кристаллических модификаций кремнезема- двуокиси кремния (SiO2). В зависимости от температуры, давления и состава среды кремнезём кристаллизуется в виде кристобалита, тридимита или К. Существует две модификации К.: гексагональный, устойчивый в пределах 8700-5750, и тригональный, устойчивый ниже 5750. При обыкновенной температуре всегда имеют дело с тригональным К., к которому и относится дальнейшее описание.
К. кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра (L33L2). Удельный вес 2,65. Твёрдость 7. Хрупок. Излом раковистый. Блеск стеклянный. Плавится в стекло при 17000. Оптически одноосный, положительный. Неокрашенный К. прозрачен для ультрафиолетовых лучей до длины волны 180-200. Оптически активен. В направление оптической оси левые К. вращают плоскость поляризации влево, правые - вправо. Обладает пьезоэлектрическими свойствами. Чистый К. - бесцветен. Ничтожные посторонние примеси вызывают разнообразную окраску К. Известны: дымчатая разновидность К.- морион, раухтопаз, фиолетовая - аметист, жёлтая - цитрин. Скрытокристаллические волокнистые разновидности кремнезёма – агат и халцедон, построены из тончайших волоконец К., удлиненных в направлении, перпендикулярном главной оси. Кристаллы К. удлинённо призматические или дипирамидальные с гранями гексагональной призмы и двумя ромбоэдрами. Кристаллы левого и правого различаются по расположению граней трапецоэдра и тригональной дипирамиды.
Высокотемпературный гексагональный К. образуется из расплава в кислых магматических породах и отчасти в пегматитовых жилах. Низкотемпературный тригональный К. образуется из горячих водных растворов в гидротермальные стадии пегматитовых жил, в рудных жилах, в трещинах и пустотах метаморфических пород, в миндалинах лав. Кристаллы К. иногда достигают нескольких метров по главной оси. Чистые кристаллы К. имеют промышленное значение, начиная с 2-3 см. в поперечнике. Годный для использования К. – горный хрусталь, встречается сравнительно редко и ценится высоко.
Из монокристаллов К. изготовляются определенным образом ориентированные пьезопластинки, используемые для стабилизации частоты радиоколебаний, в многоканальной телефонии и т. п. Благодаря прозрачности в ультрафиолетовой части спектра чистые кристаллы К. идут на изготовление специальных оптических деталей, главным образом на призмы для спектрографов. Окрашенные разновидности К. – аметист, цитрин, дымчатый К. (раухтопаз), гранятся для ювелирных целей. Кварцевый песок используется для стекловарения. Из мелких чистых кристаллов К. выплавляется кварцевое стекло. Молотый жильный К., или чистый песок, входит в состав фарфоровой массы. К. находит применение и в абразивной промышленности, а также в виде песка в пескоструйных аппаратах.
Полевые шпаты - группа наиболее распространенных породообразующих минералов- алюмосиликатов натрия, кальция, калия, бария и др.; составляют около 50 процентов (по весу) земной коры. П.ш. относятся к структурному типу каркасных силикатов, в которых кремнекислородные тетраэдры (SiO4) связаны друг с другом в непрерывные трехмерные каркасы. В каждом каркасе два атома кислорода приходятся на один атом кремния, а именно одна четверть или половина, замещается алюминием.
По своим кристаллографическим формам все П.ш. весьма близки между собой, образуя призматические или таблитчатые кристаллы моноклинной или триклинной систем. Есть основания предполагать, что моноклинные П.ш. по симметрии решетки также относятся к триклинной системе, т. е. являются псевдомоноклинными. Все П.ш. обладают совершенной спайностью по плоскостям, угол между которыми близок к 900. Характерной их особенностью является способность давать сложные двойниковые сростки, иногда состоящие из многих индивидов.
Главными катионами П.ш. являются калий, натрий и кальций, реже - барий. Другие элементы- стронций, рубидий, литий, цезий, отчасти железо - входят в их состав только в качестве незначительной изоморфной примеси. Главные конечные члены группы П.ш. имеют следующий химический состав: ортоклаз K(AlSi3O8), альбит NA(AlSi3O8) и анортит Ca (Al2Si2O8). Обычно в кристаллах П.ш. они изоморфно смешаны: альбит и анортит в любых соотношениях, а ортоклаз с этими двумя только в более или менее узких пределах. Есть основание предполагать, что при высоких температурах взаимная растворимость калиевых и известково-натриевых П.ш. выше, чем при низких.
В зависимости от состава П.ш. разделяются на калиевые (щелочные) и известково-натриевые - плагиоклазы. Среди последних, в зависимости от соотношения анортитовой и альбитовой частиц, устанавливается изоморфный ряд разновидностей, имеющих самостоятельные названия. Из калиевых различают анортоклаз, санидин, ортоклаз и микроклин, отличающиеся между собой по общему облику, характеру двойников, содержанию натрия, а также по углу оптических осей и другим оптическим свойствам. Бариевые П.ш. редки; встречаются в гидротермальных жилах и рудных месторождениях. Существуют чисто бариевые разновидности и бариево-калиевые изоморфные смеси. Свойства П.ш., в зависимости от состава, изменяются в широких пределах. Твёрдость 6-6,5. Удельный вес 2,5-2,8. Цвет белый, кремовый, розоватый, красноватый, сероватый и др. В кислотах (за исключением фтористоводородной кислоты) не растворяются, температура плавления 11100 до 15500. П.ш. являются важнейшими породообразующими минералами. Они входят в качестве составных частей почти во все горные породы. Особенно много их в гранитах, сиенитах (плагиоклазы и щелочные П.ш.), диоритах, габбро (плагиоклазы) и других магматических породах. Типичны они и для метаморфических пород- гнейсов, кристаллических сланцев, амфиболитов и др. В осадочных породах П.ш. находятся в виде обломков, реже - новообразований. Некоторые П.ш. кристаллизуются в гидротермальных жилах, например калиевый П.ш.- адуляр. Крупные кристаллы П.ш. весом до нескольких тонн встречаются в пегматитах. При выветривании П.ш. переходят в серицит, каолин, монтмориллонит и другие глинистые минералы. Гидротермальное изменение и метаморфизм П.ш. приводит к образованию за их счет различных цеолитов, скаполита, мусковита и пр. П.ш. представляют собой сырье для керамической, фарфоровой, фаянсовой, стекольной промышленности, для изготовления эмалей, изразцов, кирпичей, красок, черепицы, бетона и цемента; используются в качестве наполнителя, для изготовления опалесцирующего стекла. Некоторые П.ш. употребляются как поделочные камни (амазонит, лунный камень и др.). Некоторые П.ш. полевошпатовые горные породы, например лабрадорит, представляют ценный облицовочный материал. Месторождения П.ш. приурочены к пегматитовым жилам, из которых они добываются вместе с кварцем.
Литература
1. Н.А. Ясаманов. "Популярная палеогеография".
2. "Большая советская энциклопедия".
Похожие работы
... изоляции Северного полярного океана и размещению антарктического материка в полярной зоне южного полушария. Четвертичному периоду предшествовала обусловленная изменениями поверхности Земли длительная эволюция климата в сторону усиления термической зональности, что выражалось в снижении температуры воздуха в умеренных и высоких широтах. В плиоцене на климатические условия начало оказывать влияние ...
... . Эволюция органического мира значительно ускоряется в эпохи интенсивного тектонического развития земной коры и обновления органического мира. Заключение. В результате работы над рефератом по теме «Живое прошлое Земли» мы познакомились с геологической историей Земли, основными этапами ее развития и ключевыми моментами повлиявшими на появление жизни на Земле и возникновение новых форм фа
... -континентальной формации карру, в Южной Африке, содержатся крупные запасы каменного угля. В синклинальных зонах Атласской складчатой области есть месторождения нефти и фосфоритов. 4. КЛИМАТ АФРИКИ Африка — единственный материк Земли, простирающийся примерно на одинаковое расстояние в северное и южное полушария. Эта особенность создает условия для формирования одинаковых типов климата на одних ...
... так и инфракрасное тепловое излучение системы "Земля - атмосфера", меняя ее радиационный баланс. Имеются и другие биохимические циклы, важные для поддержания жизни на Земле и участвующие в эволюции различных компонентов климатической системы. К ним относятся фосфорный цикл, важный прежде всего для эволюции биосферы, и серный цикл, который приобрел первостепенное значение в последние десятилетия. ...
0 комментариев