1 Основы минералогии

Минералогия как наука о естественных химических соединениях (минералах) изучает во взаимных связях их состав, кристаллическое строение, свойства, условия образования и практическое значение.

Минералы («минера» - кусок руды) - составные части горных пород, отличающиеся друг от друга по химическому составу и физическим свойствам.

Главнейшие задачи минералогии:

– познание физических и химических свойств минералов во взаимной связи с кристаллическим строением с целью практического использования и выявления новых видов минерального сырья;

– изучение закономерностей сочетания минералов и последовательности образования минеральных комплексов в рудах и горных породах.

1. Методы изучения минералов:

1.1.1 Полевые методы

К полевым относятся методы, при помощи которых можно определить внешние признаки минералов: форма кристаллов, наличие срастаний, цвет черты, прозрачность, блеск, спайность, излом, твердость, хрупкость, магнитность, удельный вес и прочие свойства;

1.1.2 Лабораторные методы

К ним относятся:

– кристаллохимический анализ Е.С. Федорова – сводится к определению внутреннего строения кристаллов по внешним формам, поскольку наиболее развитые и часто встречающиеся грани соответствуют плотнейшей упаковке структурных единиц;

– рентгенометрический – сравнение индивидуальных рентгенограмм с эталонными;

– кристаллооптический – определяются оптические константы: показатель преломления, оптический знак, угол оптических осей и т.д.;

– термический (метод С.Н. Курнакова) – получение кривых нагревания (или охлаждения) с целью установления эндо – и экзотермических эффектов исследуемого вещества;

– химический – для определения химической формулы минерала;

– спектральный – каждый химический элемент при нагревании испускает лучи определенных длин волн;

– рентгеноспектральный анализ – испытуемый элемент, помещенный на поверхность антикатода, при действии катодных лучей испускает рентгеновские лучи определенной длины волны;

– люминесцентный – минералы, обладающие свойством люминесценции, под влиянием облучения начинают светиться и кажутся окрашенными;

– шлиховой – при разрушении пород остаются устойчивые минералы: кварц, магнетит, турмалин, золото, платина и т.д., которые накапливаются в виде россыпей, при промывке которых получается концентрат наиболее тяжелых минералов, называемый шлихом. Эти пробы изучают по размерам зерен, магнитности, удельному весу, под бинокулярной лупой;

– более тонкие – электронно-микроскопический, экспериментальные: химический и физико-химический анализы.

2. Кларки химических элементов

Франк Кларк (Frank Clark) в 1889 г. опубликовал подсчеты средних содержаний элементов в земной коре. По предложению А.Е. Ферсмана эти средние содержания элементов были названы кларками.

По Кларку 9 химических элементов представляют 99,79% (весовых) земной коры:

O₂ – 47,2 %, Si – 27,6 %, Al – 8,8 %, Fe – 5,1 %,Ca – 3,6 %, Na – 2,64 %, Mg – 2,1 %, K – 2,6 %, H₂ – 0,15 %

На все остальные элементы приходится 0,21 %.