Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов»






НазваниеЛабораторная работа №1 «Диагностика минералов»
страница1/6
Дата публикации16.07.2015
Размер0.85 Mb.
ТипЛабораторная работа
e.120-bal.ru > Документы > Лабораторная работа
  1   2   3   4   5   6

лого


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)


ФИЛИАЛ ДВФУ В Г. ДАЛЬНЕГОРСКЕ






«УТВЕРЖДАЮ»

Директор филиала
__________________ Шереметинский О.А.

«______» _____________________20____ г.



Лабораторный практикум по дисциплине

«ГЕОЛОГИЯ»
130400 Горное дело, 080502 Экономика и управление на предприятии (в добывающей промышленности) ВПО (очная и заочная формы обучения)
Обсуждено на заседании СФ «___» ________________20___г.

Председатель СФ _____________________________ 20___ г.

Составитель: канд. геол-мин. наук, доцент _______________ Парняков В.П.

1. Пересмотрено на заседании СФ:
Протокол от «_____» ____________________ 20___ г. №______
Председатель СФ __________________ __________________________

(подпись) (И.О.Фамилия)

2. Пересмотрено на заседании СФ:
Протокол от «_____» ____________________ 20___ г. №______
Председатель СФ __________________ __________________________

(подпись) (И.О.Фамилия)

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………

5

  1. Общие указания по выполнению и оформлению

лабораторных работ………………………………….………….


5

  1. Минералы: определение понятия, классификация,

диагностические признаки ……………………………………..


7

Лабораторная работа № 1 «Диагностика минералов»………..

14

3 Горные породы: определение понятия, классификация,

диагностические признаки………………………...……………


16

3.1 Магматические горные породы, их классификация

и диагностические признаки………………………………..….


17

Лабораторная работа № 2 «Диагностика магматических

пород»………………………………………………………….…


24

3.2 Осадочные горные породы, их классификация

и диагностические признаки …………………………………..


26

Лабораторная работа № 3 «Диагностика осадочных

пород»…………...……………………………………………..….


30

3.3 Вулканогенно-обломочные горные породы,

их классификация и диагностические признаки ……………..


33

Лабораторная работа № 4 «Диагностика

вулканогенно-обломочных пород»………….…………………..


38

3.4 Метаморфические горные породы, их классификация и диагностические признаки………………………………………


42

Лабораторная работа № 5 «Диагностика метаморфических пород»………………………………………………………….....


46

ЛИТЕРАТУРА………………………………………..………..……

47

ПРИЛОЖЕНИЕ ……………………………..……………………..

48


СПИСОК ТАБЛИЦ


Таблица 1 «Характеристика главных породообразующих

и рудных минералов»…………………….……………..


12

Таблица 2 «Диагностические признаки минералов, их виды и средства изучения»…………………………………..….


13

Таблица 3 «Шкала твёрдости эталонных минералов Мооса» …...

13

Таблица 4 «Результаты диагностики минералов»…………..….....

15

Таблица 5 «Схематическая классификация магматических пород нормального ряда»……………………………..………...


23

Таблица 6 «Результаты диагностики магматических пород»…….

26

Таблица 7 «Схематическая классификация осадочных

обломочных пород»............................................................


29

Таблица 8 «Результаты диагностики осадочных пород»…………

32

Таблица 9 «Классификация вулканогенно-обломочных пород»…

36

Таблица 10 «Диагностические признаки и их учёт

в наименовании пирокластических пород»……………


37

Таблица 11 «Результаты диагностики вулканогенно-обломочных пород»………………………………….….


42

Таблица 12 «Схематическая классификация метаморфических

пород»…………………………………………………….


45

Таблица 13 «Результаты диагностики метаморфических

пород»…………………………………………………....


47


ВВЕДЕНИЕ

В настоящем лабораторном практикуме представлены материалы, необходимые для выполнения лабораторных работ, направленных на закрепление теоретических знаний по разделу «Вещественный состав земной коры» курсов «Геология», «Инженерная геология». Приведены краткие теоретические сведения, касающиеся формирования и классификации основных вещественных продуктов геологической деятельности: минералов и их естественных агрегатов – горных пород. Особое внимание уделено диагностическим признакам, позволяющим идентифицировать объекты исследования в соответствии с общепринятыми классификационными схемами и номенклатурой. Практическая часть представленного материала включает данные, полученные автором в процессе многолетних полевых исследований.

Лабораторный практикум содержит материалы по пяти лабораторным работам. Основным содержанием лабораторных работ является определение наименований главных породообразующих и рудных минералов, основных типов горных пород на основе исследования диагностических признаков образцов раздаточной коллекции. Впервые рассмотрены особенности диагностики вулканогенно-обломочных горных пород как самостоятельного типа геологических образований. Разработаны алгоритмы выполнения лабораторных работ, даны указания по диагностике объектов исследований и её документации. Приведены примеры оформления результатов лабораторных исследований.

1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Выполнение каждой лабораторной работы включает 3 этапа: подготовительный, исследовательский и контрольный.

На подготовительном этапе перед выполнением лабораторной работы следует изучить теоретический материал по теме исследования, используя конспектный материал, учебную литературу, в том числе сведения, помещённые в настоящем лабораторном практикуме. В связи с использованием лабораторного оборудования и соответствующих материалов, необходимо ознакомиться и в дальнейшем соблюдать правила внутреннего распорядка и техники безопасности, а также использовать рекомендации, полученные от преподавателя в устной форме.

Перед началом исследований следует подготовить форму документации результатов лабораторной работы (отчёта). Отчёт о лабораторной работе составляется на двойном листке бумаги в клетку. Структура и содержание Отчёта определяется Порядком выполнения работы, регламентирующим последовательность действий студента и конкретизирующим процесс выполнения каждой лабораторной работы (ПРИЛОЖЕНИЕ «А»). На первой странице (титульном листе) Отчёта приводятся данные, касающиеся темы работы, её автора и даты выполнения. На второй странице необходимо последовательно сформулировать цель работы, задание, привести перечень необходимых материалов и изложить порядок выполнения работы. На третьей странице следует дать письменные ответы на контрольные вопросы, помещенные в конце каждой инструкции к лабораторной работе. На четвёртой странице вычерчивается итоговая таблица по прилагаемой форме (таблица 4), куда вносятся все полученные данные.

Исследовательский этап лабораторных исследований включает изучение и определение диагностических признаков образцов раздаточных коллекций, их сопоставление с диагностическими признаками широко известных минералов и горных пород, помещённых в соответствующих таблицах, и выявление соответствия тем из них, сочетание которых определяет наименование объекта исследования. При этом, определение диагностических признаков минералов и горных пород раздаточной коллекции проводится на основании анализа материалов теоретической части работы. А идентификация объектов исследования осуществляется в соответствии с указаниями по диагностике минералов и горных пород. Полученные данные фиксируются в итоговой таблице Отчёта о выполнении лабораторной работы, заполнением которой завершается исследовательский этап. После окончания лабораторных исследований рабочее место должно быть приведено в порядок.

Контрольный этап лабораторной работы включает предъявление студентом преподавателю полностью оформленного отчёта о выполненной работе вместе с образцами минералов и пород раздаточной коллекции для проверки. В процессе проверки результатов лабораторных исследований студенту может быть задано несколько вопросов по теме работы. При ответе на вопросы использование конспекта и учебной литературы исключается.

2 МИНЕРАЛЫ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ

Минерал – это химическое соединение или самородный элемент, образованный в результате физико-химических процессов, происходящих в земной коре или на её поверхности. Минералы могут находиться в твёрдом (как правило), жидком (вода, нефть) или газообразном (метан, сероводород) состоянии. Они являются составными частями горных пород и руд, могут встречаться как в виде сплошных масс, так и отдельных зёрен, нередко образуют хорошо огранённые кристаллы. Изучением минералов занимается наука минералогия.

Всего в природе насчитывается около трех тысяч минералов. Но только около 50 из них распространены достаточно широко, составляя основную часть горных пород. Такие минералы получили название породообразующих минералов.

Минералы отличаются друг от друга по физическим и химическим свойствам. Физические свойства минералов определяются особенностями их внутреннего строения, а химические – элементным составом. Каждый минерал состоит из одного или нескольких химических элементов, составляющих его химическую формулу. Химический состав минералов лежит в основе систематической классификации минералов.

Систематическая классификация минералов включает несколько классов, наиболее многочисленными из которых являются силикаты, сульфаты, сульфиды, оксиды и карбонаты [1].

Силикаты – это соли кремниевой кислоты, например CaB2Si2O8 – данбурит, CaB(SiO4)(OH) – датолит, имеющие большое практическое значение как главные минералы дальнегорских боросиликатных руд.

Сульфаты – соли серной кислоты, например CaSO4*H2O – гипс.

Сульфиды – сернистые соединения металлов, например PbS – галенит, ZnS – сфалерит, являющиеся главными рудными минералами дальнегорских полиметаллических руд.

Оксиды – соединения элементов с кислородом, например SnO2 – касситерит, являющийся главным рудным минералом оловянных руд.

Карбонаты – соли угольной кислоты, например CaCO3 – кальцит.

Строение минералов определяется особенностями размещения слагающих их материальных частиц (атомов, ионов, молекул) друг относительно друга. Минералы, характеризующиеся беспорядочным распределением частиц, называются аморфными минералами. Они встречаются относительно редко. Примером минерала с аморфным строением является минерал малахит.

Гораздо более часто материальные частицы в составе минералов располагаются на строго определённом расстоянии друг от друга, образуя обособленные группировки, называемые элементарными пространственными кристаллическими решётками. Кристаллические решётки обуславливают структуру минерала, внешним проявлением которой являются кристаллы – твёрдые тела, в которых частицы расположены закономерно в виде узлов пространственных решёток. Процесс формирования кристаллов является следствием остывания исходного жидкого вещества (магмы, воды и пр.) и называется кристаллизацией. Последняя является одним из основных способов минералообразования.

Конфигурация кристаллических решёток у каждого минерала уникальна, определяя его диагностические признаки. Это отчётливо видно на примере минералов алмаза и графита, которые состоят из одного и того же элемента – углерода, но отличаются взаимным расположением друг относительно друга его атомов. Различия в конфигурации кристаллических решёток рассматриваемых минералов обуславливают своеобразие их диагностических признаков.

Главным условием устойчивости кристаллических решёток является сохранение физико-химических параметров среды, при которых произошло их формирование. При изменении параметров среды частицы могут перегруппировываться, образуя кристаллическую решётку иной конфигурации, соответствующей новым условиям их существования. Формируется новый минерал с другими свойствами. Разнообразие способов формирования минералов находит отражение в генетической классификации минералов.

Генетическая классификация включает три группы минералов: эндогенных («внутри рождённых»), экзогенных («извне рождённых») и метаморфогенных (преобразованных) минералов.

Эндогенные минералы образуются главным образом на глубоких горизонтах земной коры при кристаллизации расплавленных магматических масс. Примерами эндогенных минералов являются полевой шпат и кварц – самые распространённые минералы земной коры.

Экзогенные минералы образуются преимущественно на дневной поверхности. Они являются продуктом преобразования глубинных минералов, образованных при высоких температурах и давлении, попавших в результате проявления геологических процессов в новые условия низких температур и давлений дневной поверхности. При этом конфигурация кристаллических решёток меняется, обуславливая проявление новых свойств экзогенного минерала. Так, отмеченный выше полевой шпат преобразуется в каолинит – минерал, устойчивый при температуре и давлении, отвечающих условиям земной поверхности. Каолинит является важнейшим минералом, составляющим основу сырьевой базы фарфоро-фаянсовой промышленности. Другим примером минерала экзогенного происхождения является малахит – продукт поверхностного преобразования глубинного минерала куприта. Куприт является важнейшим промышленно значимым минералом медных руд, а малахит относится к ювелирно-поделочным камням I класса.

Метаморфогенные (метаморфические) минералы образуются в основном на глубоких горизонтах земной коры в условиях высоких температур и давлений. Здесь минералы всех генетических групп, оказавшись в новых условиях, подвергаются преобразованию (метаморфизму). Образовавшиеся вследствие метаморфизма минералы как правило обладают повышенной твёрдостью, ориентировано-вытянутым (директивным) расположением зерен в горнопородной массе. Метаморфическое минералообразование, в отличие от эндогенного, осуществляется в твёрдом состоянии. В качестве примеров метаморфогенных минералов можно указать рубин и сапфир, являющимися ювелирными камнями I класса.

Каждый минерал обладает определённым сочетанием физических и химических признаков, позволяющим осуществлять их диагностику (таблица 1). К основным диагностическим признакам минералов относятся: цвет, блеск, удельный вес, твёрдость, спайность, излом, цвет черты минерала, реакция с HCl, магнитность. Диагностические признаки обычно проявляются в определённых конкретных видах (таблица 2). Изучение и оценка диагностических признаков минералов осуществляется на основе использования специальных средств (материалов и оборудования), а также визуально.

Блеск – способность минерала отражать свет. По блеску все минералы подразделяются на две группы: минералы с металлическим блеском и минералы с неметаллическим блеском. Металлический блеск – сильный, напоминает блеск поверхности свежего излома металла. Неметаллический блеск имеет несколько разновидностей: алмазный, стеклянный, жирный, перламутровый, шелковистый. Алмазный блеск – самый сильный, искрящийся блеск, напоминающий стеклянный. Стеклянный блеск похож на блеск поверхности стекла. Жирный блеск наблюдается на поверхности минерала как бы смазанной жиром. Перламутровый блеск характерен для минералов, которые блестят как поверхность перламутровой раковины. Шелковистый блеск – мерцающий, напоминает блеск шёлковых нитей.

Удельный вес в полевых условиях определяется ориентировочно путём сравнения веса минерала с весом широко известных веществ того же размера. Если он приблизительно соответствует весу дерева, минерал можно отнести к «лёгким», весу камня – к «средним», весу металла – к «тяжёлым».

Твёрдость – это сопротивление минерала механическому воздействию другого, более прочного тела. Определяется путём сравнения с твёрдостью эталонных минералов, составляющих минералогическую шкалу твёрдости Мооса. В состав шкалы Мооса входят 10 эталонных минералов, каждый из которых овеществляет различное количество единиц твёрдости (баллов) – от 1 до 10 (таблица 3). Последовательно царапая испытуемый минерал эталонным, можно подобрать вариант, при котором ни один из обоих взаимодействующих минералов не будет иметь преимущества. При этом твёрдость испытуемого минерала будет соответствовать твёрдости эталонного минерала.

Необходимо помнить, что после испытания надо стереть образовавшийся порошок из раздробленных частиц с поверхности образца, и убедиться, что на образце действительно остался след (царапина), т.к. порошок мог образоваться из того предмета, которым царапали минерал!

Спайность – способность минерала раскалываться на ровные плоскости. Спайность имеет пять разновидностей: весьма совершенная, совершенная, средняя, несовершенная, весьма несовершенная.

  1. Спайность весьма совершенная обусловлена способностью кристалла легко расщепляться в одном направлении на ровные пластинки (например, слюда).

  2. Спайность совершенная проявляется в образовании гладких параллельных пластинок, кубиков или других правильных геометрических форм (например, галенит или кальцит). Необходимо знать, что совершенная спайность у одних минералов может быть выражена в одном направлении, у других – в двух направлениях или в трёх направлениях!

  3. Спайность средняя определяется при неоднородном характере раскола: он может происходить как по ровным плоскостям, так и по неровным изломам.

  4. Спайность несовершенная характеризуется преобладанием плоскостей с неровным изломом.

  5. Спайность весьма несовершенная определяется полным отсутствием ровных плоскостей.

Необходимо отличать от спайности гладкую поверхность граней кристалла минерала, которые обычно имеют более тусклый блеск; иногда на гранях минерала наблюдается штриховка.

Излом – форма поверхности раскола. Излом имеет несколько разновидностей.

Ровный излом характерен для минералов с весьма совершенной спайностью.

Занозистый излом проявляется в покрытии поверхности раскола ориентированными в одном направлении «занозами».

Неровный излом характерен для минералов с несовершенной спайностью.

Раковистый излом проявлен в виде вогнутой концентрически-волнистой поверхности раскола, напоминающую створку раковины.

Ступенчатый излом проявляется в случаях, когда плоскости спайности группируются в форме ступенек.

Цвет черты минерала является цветом порошка, образующегося при проведении минералом черты на неглазурованной фарфоровой пластинке.

Реакция с HCl определяется взаимодействием соляной кислоты с минералом. Появление пузырей и шипение в точке нанесения капли кислоты на минерал свидетельствует о положительной реакции (за счет взаимодействия карбонатными соединениями), а отсутствие указанных признаков химической активности – об отрицательной реакции.

Магнитность – способность минерала при приближении к магнитной стрелке компаса вызывать её колебание или вращение.

Диагностические признаки главных породообразующих и рудных минералов приведены в таблице 1.

    1. Таблица 1

Характеристика главных породообразующих и рудных минералов

Особые признаки

спайность

по кубу




слабо

магнитен

активно

реагирует с HCl







слабо реаги-

рует с HCl







листоватая спайность







кубический габитус




магнитен

Твёрд.

2-3

3-4

4

3

7

5-6

5

7-8

6

2

7

3-4

4

5-6

5-6

Излом

ступенчатый

ровный

раковистый, неровный

ступенчатый

раковистый

раковистый

занозистый

раковистый

ровный

ровный

раковистый

раковистый

неровный

раковистый, неровный

неровный

Спайность

совершенная

совершенная

несовершенная

совершенная

несовершенная

несовершенная

совершенная

несовершенная

средняя, совершенная

совершенная

несовершенная

несовершенная

совершенная

несовершенная

несовершенная

Цвет

черты

чёрный

светло-коричневый

Серый до чёрного

белый

-

-

-

-

белый

белый

-

зеленовато-чёрная

белый

чёрный

чёрная

Блеск

металлический

алмазный

металлический

стеклянный

стеклянный, жирный

жирный

перламут-ровый

стеклянный до алмазного

стеклянный, перламутровый

стеклянный, перламутровый

стеклянный

метали-ческий

стеклянный

метали-ческий

метали-ческий

Удельный

вес

тяжёлый

тяжёлый

тяжёлый

средний

средний

средний

средний

средний

средний

средний

средний

тяжёлый

средний

тяжёлый

тяжёлый

Цвет

свинцово-серый

тёмно-бурый до чёрного

бронзово-жёлтый

светло-жёлтый до белого

светло-серый

до бледно-розового

бледно-зелёный

тёмно-зелёный

до чёрного

красно-бурый, бледно-зелёный

светло-серый,

белый

светло-серый

до чёрного

светло-серый

латунно-жёлтый

фиолетовый, бледно-зелёный, бесцветный

соломенно-

жёлтый

тёмно-бурый

до чёрного

Название минерала

(химическая формула)

Галенит (РвS)

Сфалерит (ZnS)

Пирротин (FeS)

Кальцит (CaCO3)

Кварц (SiO2)

Датолит

CaB(OH)(SiO4)

Геденбергит CaFe(Si2O6)

Гранат CaMgAl(SiO4)3

Полевой шпат

CaNaK)(Al2Si3O8)

Слюда

KAl2(OH,F)2(AlSi3O10)

Данбурит (CaB2(SiO4)2)

Халькопирит (CuFeS2)

Флюорит (CaF)

Пирит (FeS2)

Магнетит (Fe2O4)

Таблица 2

Диагностические признаки минералов, их виды и средства изучения

Диагностические

признаки минералов

Виды диагностических

признаков

Средства

изучения признаков

Цвет

Общепринятая цветовая гамма

Визуальная оценка

Твёрдость

1-10 единиц твёрдости

Шкала Мооса,

стеклянные пластинки

Блеск

Металлический,

стеклянный, алмазный, жирный, шелковистый, перламутровый

Визуальная оценка

Цвет черты минерала

Общепринятая цветовая гамма

Фарфоровая пластинка

Спайность

Весьма совершенная, совершенная, средняя, несовершенная, весьма несовершенная

Визуальная оценка

Излом

Ровный, неровный,

ступенчатый, занозистый, раковистый

Визуальная оценка

Магнитность

Имеется или

отсутствует

Магнитная стрелка

компаса

Реакция с соляной

кислотой

Положительная или

отрицательная

10%-ая

соляная кислота

Удельный вес

Лёгкий, средний,

тяжёлый

Индивидуальная

эмпирическая оценка


Таблица 3

Шкала твёрдости эталонных минералов Мооса

Твёрдость

(в баллах)

Эталонный

минерал

Материал бытового назначения

Диагностическая

процедура

1

Тальк

Графит (м)

Скоблится ногтём

2

Гипс

Ноготь

Царапается ногтём

3

Кальцит




Царапается медной монетой

4

Флюорит

Железный гвоздь

Легко царапается

перочинным ножом

5

Апатит

Стекло

С трудом царапается

перочинным ножом

6

Ортоклаз

Стальной нож, игла

Царапается напильником

7

Кварц




Царапает стекло

8

Топаз




Царапает кварц

9

Корунд




Царапает топаз

10

Алмаз




Ничем не царапается


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

  1   2   3   4   5   6

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconЛабораторная работа №11

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconЛабораторная работа Выполнила студентка группы эт1 Макаревич Ю. Задание № "утверждаю"

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconТеория безопасности движения поездов, Лекция
Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, Лабораторная работа

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconМетодические указания для практических занятий по дисциплине «Методы и модели в экономике»
Лабораторная работа №11 Использование производственных функций в сравнительном экономическом анализе 83

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconЛабораторная работа: Цивилизации Доколумбовой Америки
Магидович И. П., Магидович В. И. Очерки по истории географических открытий. Т м., 1983

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconНаучно-исследовательская работа (Чепаченко Н. В.)
Анализ и диагностика финансово-хозяйственной деятельности предприятия (доцент Березин А. О.)

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconЛабораторная работа №1 э лектронное издание
Электронное издание значительно дешевле, чем печатное, и изготовление такого издания не связано с расходом трудно

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconЛабораторная работа Тема урока: § 7 Экономика и государство
Задачи урока: 1 познакомить с целями экономической политики государства, с экономическими функциями государства, с самыми эффективными...

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconЛабораторная работа №10. Модели динамического хаоса
Данное свойство проявляется даже у сравнительно простых с точки зрения структуры модели систем различной природы – технических, химических,...

Лабораторная работа №1 «Диагностика минералов» iconЛабораторная работа №1. Электронное издание
Электронное издание значительно дешевле, чем печатное, и изготовление такого издания не связано с расходом трудно возобновимых ресурсов...






При копировании материала укажите ссылку © 2016
контакты
e.120-bal.ru
..На главную