Курса и к лабораторным занятиям

Геология и литология

Учебно-методическое пособие

Издательство

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

УДК 551.08А

К75

Рецензенты:

доцент кафедры ГНГ, канд. геол.-мин. наук В.И. Дурникин

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет);

доцент кафедры региональной и нефтегазовой геологии,

канд. геол.-мин. наук О.Л. Алексеева

(Пермский государственный национальный исследовательский университет)

Иванов, А.Г.

К75 Геология и литология: учеб.-метод. пособие / А.Г. Иванов, А.А. Ефимов, О.Е.Кочнева , А.А. Ефимов – Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2012. – 69 с.

ISBN 978-5-398-00277-5

Представлена рабочая программа, разобраны цели и задачи дисциплины. Приведено краткое описание главнейших минералов и горных пород; составлены варианты контрольной работы по теоретическому курсу и составлению геологических разрезов.

Предназначено для студентов заочного отделения специальностей 130304 «Геология нефти и газа», 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений», 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин», 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация нефтегазопроводов и нефтегазохранилищ».

УДК 551.08А

ISBN 978-5-398-00277-5 © ГОУ ВПО

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет», 2012

Рабочая программа

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.

1.1. Цель преподавания дисциплины.

Курс «Геология и литология» относится к одному из основных, изучаемых студентами специальностей ГНГ, РНГМ, БНГС, ГНП и НГД. Необходимость знания основ геологии диктуется спецификой работы инженера-нефтяника. Находясь в постоянном контакте с геологом, он должен четко представлять себе геологические условия залегания месторождения нефти и газа, чтобы грамотно вести его разведку или разработку.

1.2. Задачи изучения дисциплины.

Основной задачей курса является ознакомление студентов с важнейшими породообразующими минералами, с горными породами, с геохронологией и основными структурами земной коры, с процессами внешней и внутренней геодинамики, особенностями геологического строения России.

В результате изучения дисциплины студент должен:

· уметь работать с геологической литературой;

· знать породообразующие минералы и основные типы осадочных, магматических и метаморфических пород;

· получить представление о геологическом времени, истории развития Земли, методах определения возраста горных пород, шкале относительной и абсолютной геохронологии;

· научиться читать геологические карты, геологические разрезы через зоны складчатых и разрывных нарушений, производить простейшие геологические построения;

· овладеть навыками работы с горным компасом.

2. Содержание дисциплины.

2.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий.

2.1.1. Геология и литология, ее предмет и разделы. Связь геологии и литологии с другими науками. Методы исследования в геологии и их специфика. Теоретическое и практическое значение геологии.

2.1.2. Земля в мировом пространстве. Общие сведения о Земле. Форма, размеры, масса и плотность Земли. Рельеф земного шара. Физические поля Земли: гравитационное, магнитное, тепловое. Внешние и внутренние оболочки земного шара: атмосфера, гидросфера, биосфера, земная кора, мантия и ядро. Вещественный состав Земли. Главнейшие минералы и горные породы.

2.1.3. Общие сведения о геодинамических процессах. Экзогенные и эндогенные процессы. Источники энергии геодинамических процессов.

2.1.4. Геологическая история Земли. Понятие о геологическом времени. Относительные и абсолютные методы определения возраста горных пород. Общие и местные стратиграфические шкалы.

2.1.5. Экзогенные геологические процессы преобразования земной коры.

2.1.5.1. Выветривание. Общее понятие о выветривании. Физическое выветривание и его продукты. Химическое выветривание и составляющие его процессы. Биохимическое выветривание. Подводное выветривание. Коры выветривания (древние и современные) и связанные с ними полезные ископаемые. Почвы и их подразделение по составу и климатическим зонам.

2.1.5.2. Геологическая деятельность ветра. Ветер как атмосферный процесс. Разрушительная работа ветра. Транспортировка продуктов разрушения. Эоловая аккумуляция. Лесс, его состав, распространение и гипотезы образования.

2.1.5.3. Геологическая деятельность поверхностных текучих вод. Понятие о текучих водах. Плоскостной и линейный сток. Транспортирующая, эрозионная и аккумулятивная работа постоянных и временных водных потоков. Устья рек (дельты и эстуарии). Полезные ископаемые, связанные с речными отложениями.

2.1.5.4. Геологическая деятельность озер и болот. Водный режим и химический состав озерных вод. Разрушительная и транспортирующая работа озер. Озерные отложения и связанные с ними полезные ископаемые. Происхождение и типы болот. Болотные отложения. Процессы углеобразования и генетические виды углей.

2.1.5.5. Геологическая деятельность подземных вод. Физико-химические свойства воды. Виды вод в горных породах. Гидрогеологические свойства горных пород. Классификация подземных вод: по генезису, по условиям залегания, по температуре, по концентрации водородных ионов, по степени минерализации, по растворенным газам. Воды нефтяных и газовых месторождений. Разрушительная работа подземных вод. Суффозия и карст. Оползни и обвалы. Транспортирующая и созидательная деятельность подземных вод. Полезные ископаемые, связанные с подземными водами.

2.1.5.6. Геологическая деятельность льда. Типы льдов и ледников. Разрушительная и транспортирующая работа ледников. Ледниковые и водно-ледниковые отложения. Оледенения в геологической истории Земли и их причины. Геологические процессы в мерзлой зоне литосферы. Мерзлые горные породы, их географическое распространение и мощность.

2.1.5.7. Геологическая деятельность морей и океанов. Общая характеристика Мирового океана: рельеф дна, химический состав вод, газовый режим, температура, давление и плотность морской воды. Органический мир морей и океанов. Движения вод Мирового океана: волнения, приливы и отливы, течения. Разрушительная, транспортирующая и аккумулятивная работа моря. Типы морских осадков и их распределение по областям морского дна. Цикличность осадконакопления. Полезные ископаемые, связанные с морскими отложениями.

2.1.5.8. Осадочные горные породы. Преобразование осадков в осадочные породы. Понятие о диагенезе и катагенезе. Основные типы и особенности осадочных пород. Методы исследования осадочных пород. Понятие о фациях, генетических типах и формациях. Фациальный и генетический анализы как основные методы реконструкции физико-географических условий и движений земной коры в прошлые геологические эпохи.

2.1.6. Эндогенные геологические процессы преобразования земной коры.

2.1.6.1. Тектонические движения земной коры. Понятие о тектоносфере и эндогенных режимах. Колебательные и складчатые движения земной коры. Методы их изучения. Землетрясения, их географическое распространение и классификация. Методы изучения землетрясений. Цунами. Прогноз землетрясений и сейсмостойкое строительство.

2.1.6.2. Тектонические нарушения земной коры. Первичная и нарушенная формы залегания осадочных пород. Элементы залегания слоев горных пород и их определение с помощью горного компаса. Складчатые и разрывные структуры земной коры. Элементы складки. Классификация складок. Разрывные нарушения. Элементы разрывного нарушения. Типы разрывных нарушений.

2.1.6.3. Магматизм. Интрузивный магматизм. Происхождение магм и причины их разнообразия. Формы залегания интрузивных тел. Понятие о дифференциации магмы и об ассимиляции вмещающих пород. Постмагматические процессы (пневматолитовый и гидротермальный). Метасоматоз и скарны. Магматические горные породы, их классификация, структуры и текстуры. Полезные ископаемые, связанные с магматизмом. Эффузивный магматизм. Строение и типы вулканических аппаратов. Стадии вулканического процесса. Классификация вулканических извержений. Продукты извержений вулканов. Формы залегания эффузивных тел. Географическое распространение действующих вулканов. Практическое значение вулканизма.

2.1.6.4. Метаморфизм. Основные типы метаморфизма. Метаморфические горные породы, их классификация, структуры и текстуры. Полезные ископаемые, связанные с метаморфизмом.

2.1.7. Важнейшие структурные элементы земной коры и литосферы. Основные этапы эволюции земной коры. Основные закономерности геологического развития Земли. Геотектонические гипотезы.

2.1.8. Геологическая документация. Понятие о геологической съемке. Основные геологические документы: геологическая карта, геологический разрез, блок-диаграммы, стратиграфическая колонка. Тектонические, гидрогеологические, литологические и другие карты.

2.1.9. Геологическая служба в нашей стране и за рубежом. Геологическая деятельность человека и охрана природы. Понятие о ноосфере. Геоэкологические проблемы охраны окружающей среды. Перспективы развития геологии.

2.2. Лабораторные работы.

2.2.1. Цель лабораторных работ – ознакомление с основными породообразующими минералами и горными породами.

2.2.2. Перечень лабораторных занятий:

а) изучение и описание минералов – 2 ч;

б) изучение и описание горных пород – 2 ч.

2.2.3. Содержание лабораторных занятий.

2.2.3.1. Изучаются и описываются следующие минералы:

самородные элементы – графит, сера; сульфиды – пирит, халькопирит, галенит, киноварь; галоиды – сильвин, галит, карналлит; окислы – кварц, гематит, лимонит, магнетит; карбонаты – кальцит, доломит, магнезит; сульфаты – ангидрит, гипс; фосфаты – апатит, фосфорит; силикаты – роговая обманка, мусковит, биотит, каолин, тальк, ортоклаз, лабрадор, нефелин, серпентин, авгит, оливин.

2.2.3.2. Изучаются и описываются следующие горные породы:

магматические – гранит, пегматит, диорит, порфирит, нефелиновый сиенит, габбро, базальт, обсидиан, дунит, пироксенит;

осадочные – галечник, конгломерат, брекчия, гравелит, песчаник, алевролит, глина, аргиллит, известняк, мергель;

метаморфические – мрамор, гнейс, кварцит, сланцы: глинистый, тальковый, слюдяной, хлоритовый.

2.2.3.3. Посещение геологического музея ПГТУ.

Методические указания к подготовке теоретического

ПОНЯТИЕ О МИНЕРАЛЕ

Происхождение минералов

По условиям происхождения минералы подразделяются на две крупные группы:

1. Эндогенные(внутренние) минералы, связанные с процессами, происходящими внутри земной коры. К ним относят те, которые возникают:

а) при кристаллизации магмы и лавы (магматические процессы) (гранит, кварц);

б) минералы, которые связаны с газами, выделившимися из магмы в разные стадии её эволюции (пневматолитовые процессы) (топаз, турмалин);

в) минералы, которые возникли благодаря горячим растворам (гидротермальные процессы) (флюорит, тальк);

г) минералы, возникшие в глубинных условиях под действием высоких температур и давлений (метаморфические процессы) (так, гранит превращается в гнейсы).

2. Экзогенные(внешние) минералы, образующиеся в верхней части земной коры и на её поверхности:

а) осадочного происхождения (гравий, песок);

б) органического происхождения (в результате жизнедеятельности организмов) (различные известняки, торф, угли).

Образование минерального вещества в земной коре происходит следующим путём:

1. Кристаллизацией природных силикатных расплавов.

2. Отложением минерального вещества из истинных и коллоидных растворов.

Формы природных соединений

Формы природных кристаллов разнообразны. Различаются отдельные кристаллы, их сростки и минеральные агрегаты. Агрегатаминазываются естественные скопления минералов. Наиболее часто встречаются следующие агрегаты.

Зернистые агрегаты– самая распространённая форма выделения минералов в земной коре (апатит, пирит).

В зависимости от формы кристаллов зернистые агрегаты могут быть призматическими, листовыми, чешуйчатыми, игольчатыми, волокнистыми др.

Игольчатые – кристаллы имеют удлинённую форму (роговая обманка).

Листоватые (или пластинчатые) – слюды.

Чешуйчатые, которые состоят из чешуек (слюда).

Плотные агрегаты,когда нельзя различить контуры отдельных зёрен (халцедон).

Монокристаллы – хорошо огранённые кристаллы в пустотах, трещинах, полостях.

Закономерные сростки –сростки кристаллов по определённым кристаллографическим направлениям (двойники, тройники).

Незакономерные сростки –друзы, щетки.

Друзы – крупные кристаллы, прикреплённые одним концом к общему основанию (горный хрусталь).

Щётка – мелкие кристаллы, плотно сидящие рядом на каком-либо основании.

Землистые агрегаты– отдельные минеральные зёрна не видны невооружённым глазом. Масса пачкает руки (каолин).

Округлые агрегаты.

Секреции – когда идёт заполнение пустот минеральным веществом.

Мелкие секреции (до 10 мм) называются миндалинами, крупные – жеодами.

Конкреции - это округлые формы стяжения, формирующиеся вокруг какого-нибудь центра кристаллизации.

Оолиты – сцементированные агрегаты мелких, концентрического строения, минеральных ассоциаций.

Натечные агрегаты.

Натёчные формы образуются в результате выделения минералов в твёрдом виде из раствора при испарении последнего в пустотах, трещинах, полостях. Натёчные агрегаты имеют различные формы – почковидную, гроздевидную, цилиндрическую, пирамидальную, сталактит и др.

Физические свойства минералов

К ним относятся: цвет, цвет черты, блеск, прозрачность, спайность, излом, твёрдость, магнитность, двойное лучепреломление, вкус, ковкость и пластичность. Очень важным химическим свойством некоторых минералов является их отношение к соляной кислоте.

1. Цветминералов является важным диагностическим признаком. Минералы могут иметь самую разнообразную окраску. Для некоторых минералов цвет является постоянным признаком: у золота – золотисто-жёлтый. Для большинства минералов этот признак непостоянен. Кальцит бывает белый, жёлтый, голубой, фиолетовый. Поэтому не следует определять минерал только по цвету, следует искать и другие признаки.

Окраска минералов зависит главным образом от химического состава самого минерала и от примесей. Нередко для определения цвета не хватает названий семи цветов радуги; тогда используют их комбинации и оттенки. Следует при этом помнить, что последним называют преобладающий цвет.

2. Цвет черты.Многие минералы в растёртом состоянии имеют другой цвет, чем в куске. Порошок можно получить, проводя куском минерала черту на белой шероховатой фарфоровой пластинке. Например, у светло-жёлтого пирита черта чёрная.

3. Блескминералов является результатом отражения света. Блеск минералов можно разделить на несколько групп:

- металлический (характерен для металлов). Им обладают непрозрачные минералы, дающие в большинстве случаев чёрную черту на фарфоровой пластинке. Такой блеск имеют самородные металлы (золото, серебро, платина, многие сульфиды и окислы железа);

- полуметаллический блеск. К ним относятся минералы, поверхность которых имеет блеск потускневшей поверхности металла (графит, гематит);

- неметаллический блеск (наиболее обширная группа).

Различают следующие виды блеска: алмазный (алмаз), стеклянный (кальцит), жирный (кварц), перламутровый (гипс), шелковистый (асбест), матовый (каолинит).

4. Спайность– это способность минералов раскалываться или расщепляться по блестящим параллельным плоскостям. Различают 5 видов спайности:

а) весьма совершенная (слюда) – минералы легко расщепляются по плоскости спайности;

б) совершенная (кальцит, галит) – минерал при ударе раскалывается по плоскостям спайности;

в) средняя (полевые шпаты) – минералы при ударе раскалываются по плоскостям спайности с образованием неровного излома;

г) несовершенная (оливин) – сколы по плоскостям крайне редки и развит неровный излом;

д) весьма несовершенная (кварц) – минералы, у которых плоские поверхности не образуются.

5. Изломхарактерен для минералов с несовершенной и весьма несовершенной спайностью. Он может быть раковистым (опал), занозистым (гипс), неровным (родонит), землистым (каолин), зернистым (мрамор).

6. Твёрдость– степень сопротивления минерала внешним механическим воздействиям (резание, царапание). В диагностике минералов твёрдость играет очень большую роль. Определяют твёрдость минералов по шкале Мооса, в которой используются минералы с известной и постоянной твёрдостью. В шкале десять ступеней твёрдости.

Шкала Мооса

Тальк – 1, гипс – 2, кальцит – 3, флюорит – 4, апатит – 5, ортоклаз – 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд – 9, алмаз – 10.

Однако величины от 1 до 10 относительны. Так, твердость талька, определённая на специальном приборе, равна 2,4 кг/мм², а алмаза – 10 060 кг/мм² т.е. алмаз твёрже талька не в 10 раз, а примерно в 5000 раз.

В полевых условиях для определения твёрдости минералов пользуются распространёнными предметами: графит – 1, ноготь – 2, бронзовая монета – 3, железный гвоздь – 4, стекло – 5, стальной нож – 5,5 – 6, напильник – 7.

7. Плотностьминералов находится в широких пределах: от 0,6 г/см³ до 21 г/см³. По плотности все минералы делятся на лёгкие ( до 3 г/см³⁾; средние ­(3-6 г/см³⁾; тяжёлые (более 6 г/см³ ).

Классификация минералов

Современная классификация минералов основана на их химическом составе и кристаллической структуре. Главнейшие породообразующие и рудные минералы, изучение которых входит в программу курса, объединяются в несколько классов.

1. Самородные элементы.В этот класс входят минералы, состоящие из одного элемента. К нему относятся: сера, графит, алмаз и др.

2. Сульфиды. Эти минералы представляют собой соединения различных элементов с серой. К ним относятся: пирит (серный колчедан – FeS₂), халькопирит (медный колчедан – CuFeS₂), галенит (свинцовый блеск – PbS), сфалерит (цинковая обманка – ZnS).

3. Галоиды. Минералы этого класса в химическом отношении представляют собой соли галоидно-водородных кислот. К ним относятся: галит (поваренная соль – NaCl), сильвин - KCl, карналлит – MgCl₂KCl 6H₂O_.

4. Окислы. В этот класс входят минералы, которые соединяются с кислородом и гидроокислами. Это кварц – SiO₂ – самый распространённый минерал в земной коре, корунд – Al₂O₃, гематит (красный железняк, или железный блеск – Fe₂ O₃), магнетит (магнитный железняк – Fe₃O₄), лимонит (бурый железняк – Fe₂O₃ nH₂O).

5. Карбонаты. В класс карбонатов входят минералы: кальцит – CaCO₃, доломит – CaMg(CO₃)₂, магнезит – MgCO₃.

6. Сульфаты. К этому классу относятся минералы, представляющие собой соли серной кислоты: гипс – CaSO₄ 2H₂O, ангидрит (безводный сульфат кальция) – CaSO₄.

7. Фосфаты. Апатит – Ca₅(F,Cl)[PO₄]₃.

8. Силикаты. В этот класс входят наиболее распространённые в земной коре породообразующие минералы. Они сложные по химическому составу и участвуют в строении всех типов горных пород, особенно магматических и метаморфических. К ним относятся: оливин, роговая обманка, авгит мусковит, биотит, тальк, каолинит и др.

9. Органические соединения.Янтарь.

Краткое описание минералов

Самородные элементы

1.1. Сера – S.

Кристаллография. Ромбическая сингония.

Физические свойства. Твердость – 1–2, хрупка, удельный вес – 2,0, цвет светло-желтый, легкоплавкая, при температуре 112,8 °С плавится, горит, издавая удушливый запах сернистого газа. Образует землистые порошкообразные массы, плотные корочки, желваки, налеты, друзы, включения, псевдоморфозы по органическим остаткам. Диагностика: желтый цвет, жирный блеск, небольшая твердость, хрупкость, легкоплавкость. Генезис: образуется вулканогенным путем и при биогенно-осадочных процессах.

1.2. Графит – С.

Кристаллография. Гексагональная сингония.

Физические свойства. Твердость – 1, удельный вес – 2,2, цвет черный до серебристо-серого, черта черная, блеск металлический, у мелкозернистых выделений – тусклый. Спайность совершенная в одном направлении. Образует пластинчатые кристаллы, чешуйчатые, пластинчатые агрегаты. Диагностика: черный цвет, низкая твердость (пишет на бумаге, пачкает руки), на ощупь жирный. Генезис: магматический и метаморфический.

Сульфиды

2.1. Пирит – FeS₂.

Кристаллография. Кубическая сингония. Наиболее распространены формы куба с гранями, покрытыми штриховкой, пентагондодекаэдра, октаэдра.

Физические свойства. Излом скорлуповатый. Хрупок. Твердость – 6– 6,5, удельный вес – 5,02. Блеск металлический, очень яркий. Цвет бледный латунно-желтый, может быть темнее в связи с побежалостью. Черта зеленовато- или коричневато-черная. Непрозрачен. Парамагнитен.

Диагностические признаки. Отличается от халькопирита более светлым цветом и высокой твердостью, от золота – хрупкостью и твердостью, от марказита – более темным оттенком и формой кристаллов. Выделяет много серы при нагревании в закрытой трубке, и двуокись серы – в открытой трубке.

Нахождение. Пирит – самый обычный и наиболее распространенный из сульфидных минералов. Встречается как продукт магматической сегрегации, как акцессорный минерал в изверженных породах, в контактово-метасоматических образованиях и гидротермальных жилах. В осадочных породах бывает как первичным, так и вторичным. Ассоциируется с халькопиритом, сфалеритом и галенитом.

Применение. Главным образом используется как источник серы и железного купороса. Железный купорос применяют в красильном деле, для приготовления чернил, как пищевой консервант и дезинфицирующее средство.

2.2. Халькопирит – CuFeS₂.

Кристаллография. Тэтраэдрическая сингония.

Физические свойства. Хрупок, твердость – 3,5–4, удельный вес – 4,1– 4,3. Блеск металлический. Цвет латунно-желтый; часто бронзовая побежалость. Черта зеленовато-черная.

Диагностические признаки. Узнается по латунно-желтому цвету и зеленовато-черной черте. Отличается от пирита тем, что мягче стали, от золота – хрупкостью.

Нахождение. Большинство сульфидных руд содержит некоторое количество халькопирита, но наиболее важными являются гидротермальные жилы и метасоматические залежи.

Применение. Важная руда меди.

2.3. Галенит – PbS.

Кристаллография. Кубическая сингония. Наиболее распространенная форма – куб, иногда усложненный гранями октаэдра.

Физические свойства. Спайность совершенная, твердость – 2,5, удельный вес – 7,4–7,6. Блеск яркий металлический. Цвет и черта свинцово-серые.

Диагностические признаки. Легко узнается по физическим свойствам.

Нахождение. Галенит – очень распространенный сульфид гидротермальных жил, где находится в ассоциации со сфалеритом, пиритом, марказитом, халькопиритом, доломитом, кальцитом, кварцем, баритом и флюоритом.

Применение. Практически единственный источник свинца и руды серебра. Свинец – главная составная часть таких сплавов, как припой, типографский сплав, а также легкоплавких сплавов. Используется для изготовления аккумуляторов, труб, листов, дроби. Свинец используют и в качестве защиты от радиации.

Галоиды

3.1. Галит – NaCl.

Кристаллография. Кубическая сингония. Габитус кубический, другие формы очень редки.

Физические свойства. Спайность весьма совершенная. Твердость – 2,5, удельный вес – 2,16. Блеск стеклянный. Цвет: белый или бесцветный, загрязненный галит бывает окрашен в разные оттенки желтого, красного, голубого, пурпурного цветов. Соленый на вкус. Теплопроводен.

Диагностические признаки. Характеризуется спайностью по кубу и соленым вкусом. От сильвина отличается по желтому окрашиванию пламени и менее горькому вкусу.

Нахождение. Галит – широко распространенный минерал, слагающий мощные слои и залежи неправильной формы; образуется осадочным путем при испарении вместе с гипсом, сильвином, ангидритом, кальцитом, глиной и песком. Главные запасы галита сосредоточены в мелководных отложениях замкнутых бассейнов.

Применение. В природном виде используется для дубления кож, консервирования продуктов, очистки автострад ото льда и для уничтожения сорняков. Наиболее важной областью использования является химическая промышленность, для которой галит – источник натрия и хлора для производства соляной кислоты и множества соединений натрия.

3.2. Сильвин – KCl.

Кристаллография. Кубическая сингония. Кубические, октаэдрические кристаллы и формы, представляющие комбинацию куба с октаэдром.

Физические свойства. Спайность весьма совершенная. Твердость – 2, удельный вес – 1,99. Чистый сильвин – прозрачный, бесцветный, белый или с голубоватым, желтым или красным оттенком, в зависимости от примеси. Легко растворяется в воде. На вкус соленый, горьковатый.

Диагностические признаки. Отличается от галита по фиолетовому цвету окрашивания пламени калием и более горькому вкусу.

Нахождение. Сильвин такого же происхождения, находится в таких же условиях и минеральных ассоциациях, как и галит, однако он более редок.

Применение. Главный источник соединений калия, используемых в качестве удобрений.

3.3. Флюорит – CaF₂.

Кристаллография. Кубическая сингония. Обычно встречается в виде кубических кристаллов, часто – в виде двойников прорастания. Другие формы редки.

Физические свойства. Спайность совершенная. Твердость – 4, удельный вес – 3,18. Блеск стеклянный. Прозрачен до просвечивающего. Цвет разнообразен: чаще встречаются бледно-зеленый, желтый, голубовато-зеленый, пурпурный, бывает также бесцветным, белым, розовым, голубым, коричневым. Окраска некоторых флюоритов обусловлена присутствием углеводородов.

Диагностические признаки. Определяется по кубическому облику кристаллов, октаэдрической спайности, по стеклянному блеску, красивой окраске, низкой твердости (царапается ножом). Пламя окрашивает в красноватый цвет.

Нахождение. Широко распространенный минерал. Обычно встречается в гидротермальных жилах, в доломитах и известняках. Образует ассоциации с кальцитом, доломитом, гипсом, целестином, баритом, кварцем, галенитом, сфалеритом, топазом, турмалином, касситеритом, апатитом.

Применение. Главная область применения – производство стали, где флюорит служит флюсом; используется для получения плавиковой кислоты, опалесцирующего стекла, изготовления эмалированной посуды.

Окислы

4.1.Кварц – SiO₂.

Кристаллография. Тригональная сингония, высокотемпературный кварц – гекс. с. Кристаллы обычно призматические, на призматических гранях – горизонтальная штриховка. Размер кристаллов изменяется от индивидов, весящих несколько тонн, до мелкокристаллических налетов, образующих «друзовые» поверхности.

Физические свойства. Твердость – 7, удельный вес – 2,65. Излом раковистый. Блеск стеклянный, в некоторых местах жирный, очень яркий. Прозрачен до просвечивающего. Обычно бесцветен или белый, однако часто окрашен примесями и может быть любого цвета. Обладает пьезоэлектрическими и пироэлектрическими свойствами.

Диагностические признаки. Определяется по блеску, излому, форме кристаллов. От кальцита отличается более высокой твердостью, а от белых разностей берилла – более низкой твердостью. Неплавок, нерастворим в кислотах.

Нахождение. Широко распространенный и в изобилии встречающийся минерал в самых разнообразных геологических образованиях.

Применение. Области применения чрезвычайно разнообразны: строительство, оптика, радиотехника, изготовление часов, посуды, красок, бумаги, мыла. Используется как поделочный камень.

4.2. Корунд – Al₂O₃.

Кристаллография. Тригональная сингония, кристаллы обычно таблитчатые или призматические.

Физические свойства. Твердость – 9, удельный вес – 4,02. Блеск алмазный до стеклянного. Прозрачен до просвечивающего. Цвет различный. Характерна отдельность.

Диагностические признаки. Характеризуется высокой твердостью, ярким блеском, высоким удельным весом, специфической отдельностью. Неплавок, нерастворим.

Нахождение. Обычно является акцессорным минералом некоторых метаморфических пород. Как первичный минерал встречается в изверженных породах, обедненных кремнекислотой – сиенитах и нефелиновых сиенитах. Образует ассоциации с хлоритом, слюдами, оливином, серпентином, магнетитом, диаспором.

Применение. Драгоценный камень, абразив.

4.3. Лимонит – Fe ₂O₃ nH₂O.

Физические свойства. Цвет желтовато-коричневый, до темно-коричневого. Черта желтовато-коричневая. Удельный вес – 3,6–4,0.

Диагностические признаки. Распознается по цвету и черте.

Нахождение. Образуется в окислительной среде в результате выветривания железосодержащих минералов.

Применение. Железная руда.

4.4. Гематит – Fe₂O₃.

Кристаллография. Тригональная сингония.

Физические свойства. Твердость – 5,5–6,5, удельный вес – 5,26. Отдельность, образующая псевдокубическую форму. Блеск металлический (у кристаллов) или тусклый (у землистых разновидностей). Цвет красновато-коричневый до черного. Черта от светло- до темно-красного цвета.

Диагностические признаки. Определяется по характерной красной черте. Неплавок. При нагревании становится сильно магнитен, медленно растворяется в соляной кислоте.

Нахождение. Широко распространенный минерал в породах разного возраста.

Применение. Производство стали, изготовление красителей и абразивных порошков.

4.5. Магнетит – Fe₃O₄.

Кристаллография. Кубическая сингония, часто образует октаэдрические кристаллы, реже додекаэдрические.

Физические свойства. Твердость – 6, удельный вес – 5,18. Блеск металлический. Цвет железно-черный. Черта черная. Непрозрачен. Магнитен.

Диагностические признаки. Характеризуется сильной магнитностью, черным цветом и высокой твердостью. Неплавок.

Нахождение. Широко распространенный минерал, находимый в виде акцессорной вкрапленности в большинстве изверженных пород.

Применение. Важная железная руда.

Карбонаты

5.1. Кальцит – CaCO₃.

Кристаллография. Тригональная сингония. Кристаллы разнообразного габитуса и часто очень сложные.

Физические свойства. Спайность совершенная. Отдельность. Твердость – 2,5–3, удельный вес – 2,71. Блеск стеклянный до землистого. Обычно белый, бесцветный, но может иметь самые разнообразные оттенки. Прозрачен до просвечивающего.

Диагностические признаки. Неплавок. Вскипает в соляной кислоте.

Нахождение. Один из наиболее распространенных минералов.

Применение. Производство цемента и извести для бетона, химическая промышленность, строительство, изготовление оптических приборов.

5.2. Магнезит – MgCO₃.

Кристаллография. Тригональная сингония. Обычно криптокристаллический, в виде плотных зернистых масс.

Физические свойства. Спайность совершенная. Твердость – 3,5–5, удельный вес – 3,1. Блеск стеклянный. Обычно белый, серый, желтый, коричневый. Прозрачный до просвечивающего.

Диагностические признаки. Неплавок. С холодной соляной кислотой практически не реагирует, в горячей растворяется со вскипанием. От доломита отличается большим удельным весом, от кремния – меньшей твердостью.

Нахождение. Обычно встречается в виде жил и тел неправильной формы, образовавшихся за счет изменений метаморфических и изверженных пород под воздействием углекислого газа.

Применение. Химическая промышленность.

5.3. Доломит – CaMg(CO₃)₂.

Кристаллография. Тригональная сингония. Обычно кристаллы в виде ромбоэдров.

Физические свойства. Спайность совершенная. Твердость – 3,5–4, удельный вес – 2,85. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет варьирует: различные оттенки розового, мясо-красного, бывает бесцветным, белым, серым, зеленым, коричневым или черным. Прозрачен до просвечивающего.

Диагностические признаки. Неплавок. С холодной соляной кислотой реагирует медленно, в горячей наблюдается бурное вскипание; раздробленный в порошок минерал легко растворяется в холодной кислоте.

Нахождение. Образует мощные осадочные слои и кристаллические разновидности, доломитовые мраморы, находимые во многих районах мира.

Применение. Строительный и декоративный камень. Руда на Mg.

Сульфаты

6.1. Гипс – CaSO₄*2H₂O.

Кристаллография. Моноклинальная сингония. Кристаллы довольно простого габитуса.

Физические свойства. Спайность совершенная. Твердость – 2, удельный вес – 2,32. Блеск стеклянный, жемчужный, шелковистый. Бесцветный, белый, серый, желтый, различных оттенков, красный и коричневый. Прозрачный до просвечивающего.

Диагностические признаки. Низкая твердость. Растворяется в горячей соляной кислоте. При нагревании в закрытой трубке становится белым и выделяет много воды.

Нахождение. Гипс – широко распространенный минерал. Встречается в осадочных толщах, где может слагать мощные пласты. Часто переслаивается с известняками и сланцами, является подстилающим для соляных пластов.

Применение. Изготовление штукатурки, алебастра, почвоулучшителей, удобрений. Используют в декоративных целях.

6.2. Ангидрит – CaSO₄.

Кристаллография. Ромбическая сингония. Кристаллы встречаются редко. Агрегаты сплошные, волокнистые, зернистые.

Физические свойства. Спайность совершенная, почти совершенная, хорошая. Твердость – 3,5–3, удельный вес – 2,89–2,98. Блеск стеклянный до перламутрового. Бесцветный до голубоватого или фиолетового. Возможны оттенки розового, коричневого, красного цветов.

Диагностические признаки. Отличается от кальцита более высоким удельным весом, от гипса – более высокой твердостью. Смоченный в соляной кислоте и прокаленный дает оранжево-красное пламя.

Нахождение. Условия нахождения такие же, как у гипса, с которым он ассоциируется, хоть и не так широко распространен.

Применение. Используется для улучшения состава почвы.

6.3. Барит – ВaSO₄.

Кристаллография. Ромбическая сингония. Кристаллы обычно таблитчатые, часто в виде ромбов.

Физические свойства. Спайность совершенная. Твердость – 3,5–3, удельный вес – 4,5. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет белый, бесцветный, различных оттенков голубой, желтый, красный. Прозрачен до просвечивающего.

Диагностические признаки. Распознается по высокому удельному

весу.

Нахождение. Встречается как главный минерал в гидротермальных жилах в ассоциации с рудами серебра, свинца, меди, кобальта. Кроме того, в жилах среди известняков с кальцитом.

Применение. Исходное сырье для бария. Используется при бурении нефтяных и газовых скважин в качестве компонента промывочной жидкости. Получение литопона, который используется в производстве красок и для покрытия полов и текстиля.

Фосфаты

7.1. Апатит – Ca₅(PO₄)