Контрольні питання

1 Які оптичні властивості мінералів визначають при виключеному аналізаторі?

2 Назвіть оптичні властивості, які визначаються в схрещених ніколях.

3. За яким ознаками знаходять розрізи для визначення сили подвійного променезаломлення?

Лабораторна робота № 9 визначення світлозабарвлених мінералів (кварц, польові шпати) і продуктів їх зміни

Мета роботи: визначення світлозабарвлених мінералів (кварцу , польових шпатів) і продуктів їх зміни на основі оптичних властивостей.

Завдання роботи:

- знати, які мінерали належать до групи польових шпатів;

- знати, які мінерали належать до групи плагіоклазів;

- знати, які мінерали належать до групи фельдшпатоїдів;

- вміти за оптичними властивостями визначати мінерали під мікроскопом.

Теоретичні положення

До світлозабарвлених мінералів належать кварц, польові шпати та інші.

Кварц

Хімічна формула SiO₂. Тригональний. Одноосний. Ne=1,553; No=1,544; Ne-No=0,009. Оптично додатний. Густина - 2,65.

Виділяють низькотемпературний -кварц і високотемпературний -кварц.

Низькотемпературний кварц як правило утворює призматичні кристали з гранями ромбоедра, трапецоедра і ін. Кристали утворюються в пустотах і тріщинах вивержених порід, у тріщинах кристалічних сланців і осадових порід.

Другий -кварц утворюється за високих температурах з переходом у -кварц і навпаки, -кварц в -кварц, при температурі 575 ⁰С.

Критичний момент, коли -кварц не може формуватись, наступає на глибинах у 21 км, що відповідає t=639⁰ і Р=5272 ат.

У більшості випадків -кварц, як і -кварц утворює неправильні зерна. Нерідко знаходиться у скелетних формах проростання у польові шпати, як у пегматитах. Безколірний до молочно-білого, димчастий, інколи блакитний або рожевий, без спайності з мушлевидним зламом, з жирним блиском.

У шліфах зовсім безколірний і прозорий. Часто вміщає значну кількість включень, переважно газів і рідин. Показники заломлення невеликі: Ne-1,553, No-1,544 завдяки чому немає шагреневої поверхні і майже не видно лінії Бекке. Сила подвійного променезаломлення Ne-No = 0,0091, кольори інтерференції біло-сірі, у більш грубих шліфах - жовті. Погасання часто хвилясте, тобто одна частина зерна погасає, друга залишається світлою.

Відрізняється від подібних мінералів: від польових шпатів відсутністю спайності, продуктів вивітрювання і одноосністю; від кордієриту, з яким його легко змішати - відсутністю спайності, одноосністю і відсутністю плеохроїчних оболонок.

Кварц наявний в різноманітних породах: вивержених, осадових, метаморфічних, як головний або другорядний породоутворюючий мінерал.

Група польових шпатів

Польові шпати - головні породоутворюючі мінерали більшості вивержених і деяких осадочних порід. Походження назви пов'язане з тим, що брусочки і скалочки (швед. spath) цих мінералів були знайдені на ріллі (швед. jeldt), розміщеній на поверхні гранітних масивів Швеції.

На польові шпати припадає близько 50 % усієї маси земної кори. За своїм хімічним складом - це алюмосилікати Na, K, Ca, рідше барію. У дуже малих кількостях шпати містять Li, Rb, Cz, а також стронцій, що заміщує кальцій та барій, який в свою чергу може заміщуватись калієм. Особливістю польових шпатів є їх здатність утворювати ізоморфні, головним чином, бінарні ряди.

Основним елементом структури польових шпатів є паралельні ланцюжки, які складаються з кільцевих ланок, утворених чотирма тетраедрами у вигляді каркаса. У каркасі між ланцюжками з кремнелюмокисневих тетраедрів існують великі порожнини, в яких розміщені іони натрію, калію, кальцію. Властивості польових шпатів дуже близькі.

Склад більшості польових шпатів можна розглядати як потрійну систему Na[AlSi₃O₈] - K[AlSi₃O₈] -Ca[AlSi₃O₈]. Мінерали проміжні за складом між Na[AlSi₃O₈] і Ca[AlSi₃O₈]- називаються плагіоклазами, а мінерали, проміжні між Na[AlSi₃O₈] і K[AlSi₃O₈] - лужними польовими шпатами.

Група польових шпатів

Назва	Хімічна формула	Ng	Nm	Np
Лужні (К-Na-єві польові шпати)
Ортоклаз	(K,Na)AlSi3O8	1,526	1,524	1,519
Санідин	(K,Na)AlSi3O8	1,524-1,526	1,523-1,525	1,517-1,520
Мікроклін	(K,Na)AlSi3O8	1,527-1,549	1,526-1,549	1,522-1,536
Анортоклаз	(K,Na)AlSi3O8	1,536-1,541	1,526-1,549	1,522-1,536
Плагіоклази (Са - Na - єві польові шпати)
Альбіт Анорит	NaAlSi3O8 CaAl2Si3O8	1,536-1,541 1,582-1,588	1,529-1,536 1,577-1,583	1,525-1,532 1.571-1,575
Барієві польові шпати
Цельзіан	BaAl2Si3O8	1,594	1,589	1,583
Гіалофан	Ва - К плагіоклази	1,534-1,547		1,529-1,542

Польові шпати утворюють дуже важливу групу мінералів, окремі члени якої являють собою алюмосилікати калію, натрію, кальцію, рідше барію. Ці алюмосилікати можуть змішуватись одні з другими в різних співвідношеннях, утворюючи ізоморфні суміші (тверді розчини).

Польові шпати кристалізуються у формах частково моноклінної, частково триклінної сингонії. Різниця величини кутів між рівнозначними або відповідними гранями у всіх членів коливається в межах декількох градусів. Всі члени володіють досконалою спайністю по другому пінакоїду (010)м і по третьому пінакоїду (001)р з прямим кутом між цими площинами у моноклінних і кутом 87-88⁰ у триклинних. Твердість їх всіх 6, густина 2,54-3,84.

Величезну кількість польових шпатів, що входять до складу гірських порід, представлена трьома основними типами, які у вигляді мінералів (спрощених молекул) зображують таким чином:

1 KAlSi₃O₈ ортоклаз Oz, oz; густина 2,54; SiO₂ 64,7 %;

2 NaAlSi₃O₈ альбіт Ab, ab; густина 2,61; SiO₂ 68,8 %;

3 CaAl₂Si₃O₈ анортит An, an; густина 2,765;

SiO₂ 43,2 %;

До цих мінералів приєднуються також мінерали барієвого польового шпату:

4 BaAl₂Si₃O₈ цельзіан Cn, cn; густина 3,84;

SiO₂ 32,0 %.

Останній самостійно трапляється дуже рідко; відіграє другорядну роль, як домішки до інших польових шпатів.

Польові шпати відіграють важливу роль у складі земної кори, являючись головними складовими частинами більшості магматичних і метаморфічних порід, наявні у деяких осадових породах, виключення складають барієві польові шпати, які дуже рідко трапляються в гірських породах, часто утворюючи ізоморфні суміші з іншими польовими шпатами.

Серед польових шпатів, що утворюють одні з другими ізоморфні суміші або тверді розчини, є дві дуже поширені в земній корі групи, котрі відрізняються одні від інших своїми хімічними, кристалографічними і оптичними властивостями.

Це такі групи:

1 Калієво-натрієві (лужні) польові шпати, які складаються з ізоморфної суміші мінералів ортоклазу (oz) і альбіту (ab). Кут між площинами спайності по (001) і (010) в моноклінному ортоклазі 90⁰, в триклінному відрізняється від прямого приблизно на 20´.

2 Вапняково-натрієві польові шпати (плагіоклази) являють собою ізоморфні суміші альбіту (ab) і анортиту (an). Всі члени цієї серії триклінні. Кути між площинами спайності у них 86⁰30´ + 20´.

3 Барієво-калієві польові шпати (зустрічаються рідко).

Вапняково-натрієві і калієво-натрієві польові шпати входять до складу багатьох вивержених порід як головні складові компоненти, часто наявні в метаморфічних, рідше трапляються в осадових гірських породах.

Калієво-натрієві польові шпати як головні мінерали входять до складу гранітів і сієнітів, а також кварцових порфіритів, ліпаритів, трахітів та ін.