Реферат: Характеристика простых форм кристаллов касситерита

ОглавлениеВведение…………………………………………………………………………………..3

1. Общие сведения окасситерите..……………………………………………………...5

1.1 Кристаллографическаяхарактеристика топаза…………………………………….5

          1.2. Физическиесвойства………………………………………………………………10

1.3. Происхождение……………………………………………………………………..12

1.4 Продуктыизменения………………………………………………………………..15

1.5 Практическоезначение………………………………………………………….….17

2. Методикаисследований...……………………………………………………………18

2.1. Обзор материалов предыдущихисследований…………………………………...18

2.2 Порядок проведенияработы………………………………………………………..19

3. Представление полученного впроцессе исследований фактического материала.20

4. Обсуждение фактическогоматериала………………………………………………21

Заключение………………………………………………………………………………22

Список использованной литературы…………………………………………………..23

 Аннотация.

.

 В качестве объекта исследования быливзяты кристаллы касситерита и на их примере осуществлено знакомство сморфологией, что дало возможность предположить к какому типу они относятся.

Всегостраниц 16, таблиц 1.

Введение

Данная курсовая работасоставлена на основе изучения коллекции касситерита с неизвестногогеологического объекта. Кристаллы были предоставлены кафедрой минералогии,кристаллографии и петрографии Горного института. Задача работы — изучитьпростые формы касситерита и предположить к какому типу относятся данныекристаллы. Исследование проводилось с помощью зеркального фотогониометра.

Исследование морфологиикристаллов очень важно. На их основе представляется возможным делать выводы,касающиеся природных процессов минералообразования. Выявление связи, котораясуществует между формой минералов и условиями образования, является важнойзадачей, поставленной перед минералогией практикой геологического дела.

1. Общие сведения о каситерите.

1.1 Кристаллографическая характеристика касситерита.

Химическая формулакасситерита SnO2. «Касситерос» по-гречески — олово.  Название происходит от о. Топазос вКрасном море.

Структура и морфологиякристалла. Ромбическаясингония. D/>  — Pbnm; a0=4,65, b0 =8,80,c0=8,40 />, а:b:c=0,5286:1:0,9550, Z=4.

Топаз являетсяединственным представителем переходной кристаллической структуры междугексагональным типом плотнейшей упаковки (оливин) и кубическим (дистен). Основаструктуры топаза – мотив из Al-октаэдров, в которых Аl окружен четырьмя атомами О и двумя F или (ОН). Октаэдры частью имеют общие вершины (F), частью общее ребро (О-О). Междуоктаэдрами общие изолированные тетраэдры SiO4. Атомы О октаэдров одновременнопринадлежат кремнекислородным тетраэдрам; F или ОН связаны только с Al.

Кристаллы призматические,в большей или меньшей степени вытянутые по оси с. Встречаются кристаллы сдоминирующими гранями (120), “доматические” c сильно развитыми (021)или (011), кристаллы с хорошо развитым базопинакоидом и без него и т.д.Известны двухконечные кристаллы с различными гранями на обоих концах. Двойникипо (101) встречаются исключительно редко. В шлифах у топазов Урала наблюдаютсяполисинтетические двойники по {110}.

Кристаллытопаза отличаются по форме не только на различных месторождениях, но иногдадаже на отдельных их участках. Выделяется несколько типов:

1)    мурзинский – почти изометричной формыс сильно развитым пинакоидом {001} и хорошо развитой призмой (120), с другимиболее редкими и слабо проявленными формами;

2)    ильменский – бочонковидные; пинакоидсильно сужен рядами дипирамид (223) и (112), из призм преобладает (110);

3)    шерловогорский – с сильно развитымипризмами {110}, {120}, {130},  призмой {011},  часто принимаемой за диэдр, иотсутствием пинакоида;

4)    коростенский – с хорошо развитымипризмами {110} и {120} и отсутствием пинакоида.

/>
Рис.1 Кристаллы топаза                                             Символыграней

1.    Волынь (поЛеммлейну)                                            b  010           w  041

2.   Мурзинка (поКокшарову)                                         c  001           x  123

3.   Ильменские Горы(по Кокшарову)                          d  101           y  021

4.   Шерлова Гора (поКокшарову)                                f  011           l  120

5.   Мурзинка (поФерсману)                                         g  011           m  110

6.   Мексика (поГольшмидту)                                       h  130          o  111

                                                                                                         i 113

Кристаллытопаза отличаются по форме не только на различных месторождениях, но иногдадаже на отдельных их участках.

На гранях призматическогопояса [001] обычна вертикальная штриховка.Кристаллы часто бывают разъедены с образованием на их гранях в зависимости отдлительности и интенсивности растворения, разнообразных фигур. На гранях (110)и (120) первоначально образовываются углубления  с прямоугольными иликвадратными основаниями, ограниченные гранями (010), (120), (130), (140),(230), (470), (100), (210), (111) и др. На гранях (011) – треугольники итрапециевидные углубления с гранями (021), (155), (238) и др.

Известны зональныекристаллы, внутренняя часть которых представляет монокристалл, а внешняясостоит из нескольких рядов наросших друг на друга мельчайших кристалликовтопаза.

Встречаютсяориентированные срастания топаза с разными минералами. В кристаллах топаза изИльменских Гор наблюдались включения турмалина. Известны ориентированныенарастания кристаллов биксбиита на грани (110) кристаллов топаза из Томас Рейнж(шт. Юта, США). В месторождении Давей в США обнаружены закономерные нарастаниятопаза на гранате. На разъеденной поверхности кристаллов топаза иногданаблюдаются кристаллики кварца, очень редко –гердерита.

Кристаллы топаза частосодержат жидкие и газовыевключения; иногда их колличествотак велико, что топаз становится мутным и непрозрачным молочно-белым(пирофизолит). У топаза с Шерловой горы частог молочнобелыми являются головкикристаллов ( “коневыйзуб” ) с многочисленными твердыми ижидкими включениями. Изучения состава жидких включений показано, что в нихсодержатся K,Na, Ca, Mg, Fe2+, Si, B, Cl, CO2, SO3. Твердая фаза этих включений бываетпредставлена кристалликами галита, сильвина, буры, эльпасолита, хлоридовалюминия и цинка, криолита, кварца. Мусковита, флюорита и ряда ближенеопределенных минералов.

В топазе наблюдаютсявростки кристалликов турмалина, гематита, биотита, полевого шпата, кварцарутила, магнетита, ильменита, касситерита, ганита, флюорита, мусковита ифенакита; некоторые вростки приурочены к зонамроста (арсенопирит в топазе из Ингодинской рудной зоны в Забайкалье). Втрещинах выделений топазов обнаруживается каолинит, гидрогетит, гипс, вивианит,слюда и др.

1.2. Физические свойства.

 

Спайность несовершенная, иногда ясная по(100). Излом часто раковистый. Хрупок, твердость 6-7. Удельный вес6,8-7,0. Цвет: примесями Fe, Nb, Ta и Mn касситерит обычно окрашен втемно — бурые  оттенки до смоляно — черного цвета, причем в тонких шлифах частонаблюдается кристаллически — зональное строение отдельных кристаллов и зерен,обусловленное чередованием зон с различной степенью интенсивности окраски.Совершенно бесцветные разности очень редки. Черта у темных разностейобычно слабо окрашенная в буроватые оттенки. Блеск алмазный, в изломе — смоляной, слегка жирный. Грани кристаллов иногда матовые.

Касситерит не магнитен.Черные разности, обогащенные железом, все же обладают электро — магнитнымисвойствами.

1.3. Происхождение.

Месторождениякасситерита генетически связаны с кислыми изверженными породами,преимущественно гранитами.

В самихгранитах касситерит устанавливается очень редко, и то главным образом вгрейзенизированных участках, то есть превращенных под влиянием пневматолитовыхагентов() в слюдисто — полевошпато — кварцевую породу  с топазом, флюоритом,лепидолитом (литиевой слюдой), турмалином и другими минералами. Полагают, чтопри высоких температурах олово переносится в виде летучих соединений и, которыевпоследствии гидролизуются с выпадением. Установлено также, что щелочныерастворы, содержащие сероводород, в восстановительной среде весьма активны вотношении переноса олова. Очень неравномерно распространенные скоплениякасситерит образует в пегметитовых жилах, связанных с оловоносными интрузиями.В парагенезисе с ним присутствуют: кварц, слюды, альбит, турмалин, иногдаколумбит, берилл, сподумен и т.д. Касситерит встречается также в некоторыхконактово — метасоматических месторождениях в тесной ассоциации с различнымисульфидами, что указывает на толожение его в гидротермальную стадию процесса.

Жильныегидротермальные месторождения касситерита являются гораздо более важными впромышленном отношении. Из них главное значение имеют типы жил: 1) кварцево — касситеритовые и 2) сульфидно — касситеритовые. В первом типе, кромепреобладающего кварца и касситерита, обычно присутствуют: турмалин, белаяслюда, полевые шпаты, вольфрамит, в небольших количествах арсенопирит, пирит,иногда флюорит, топаз, берилл и другие минералы. Касситерит встречается главнымобразом вкрапленным в кварцевую массу и в пустотах в виде кристаллов, иногдадостигающих крупных размеров. Во втором типе месторождений касситеритассоциирует преимущественно с сульфидами: в одних случаях главным образом спирротином и отчасти с сфалеритом, халькопиритом, станнином; в других — преимущественно ссфалеритом и галенитом и, наконец, в третьих — среди разнообразных сульфидов,где видную роль играет висмутин (боливийский тип). Из нерудных минералов, кромекварца, в существенных количествах встречаются черные турмалины, очень частожелезистые хлориты и карбонаты.

 

1.4. Продукты изменения.

В зонах окисленияоловорудных месторождений касситерит исключительно устойчив. Этим объясняетсяего нахождение в россыпях.

Касситерит экзогенногопроисхождения, образующийся при разрушении сульфидов олова, в виде пористых иземлистых масс встречается в зонах окисления.

1.5. Практическое значение.

Касситеритовые рудыпредставляют собой единственный вид сырья, из которого в промышленных масштабахдобывается олово. Последнее имеет следующие применения: 1) для производствабелой жести; 2) для легкоплавких,трудноокисляемых сплавов с медью (бронзы), цинком, медью и свинцом (латуни),припоя (со свинцом) и др.; 3)для лужения медной посуды;4)для изготовления оловянной фольги (станиоля); 5) в керамике (для красок, эмали) и для других целей.

2. Методикаисследований.

2.1. Обзор материалов предыдущихисследований.

Кристаллография возниклас появлением гониометрии – первого методологически правильного подхода кнаучному познанию кристаллов. Измерение углов между гранями кристалловпозволило ввести число в описание их формы, до этого бывшие лишь словесными.Датский натуралист Николаус Стено (1638-1586) применив простейший приемочерчивания контуров граней карандашом, открыл закон постоянства углов накристаллах. Его открытие было принято лишь спустя 100 лет, после изобретенияприкладного гониометра Арнольдом Каранжо. К концу 1912 года открыты законырациональности отношений параметров граней (Р.Ж. Гаюи, 1743-1822), поясов (Х.С.Вейс, Ф. Моос, 1773-1839; О.Браве, 1811-1863; И.Ф.Х. Гессель,1796-1872; А.В. Гадолин, 1828-1928), о простыхформах кристаллов, о пространственных решетках (О. Браве) и о пространственныхгруппах симметрии (Е.С. Федоров, 1853-1919; Л. Зонке, 1842-1894; А. Шенфлис, 1853-1928), причем все эти законы и понятия базировались посуществу лишь на измерении углов между гранями кристаллов.

Заметным шагом вперед вэкспериментальном изучении форм кристаллов явилось изобретение в 20-х нашегостолетия фотогониометров, позволяющих с наибольшей полнотой характеризоватьисследуемый кристалл.

Образец этого прибораимеется на кафедре кристаллографии СПГГИ.

Все узлы приборасмонтированы на оптической скамье 1. Коллиматор или лазер 2 посылает пучокпараллельных лучей на кристалл через отверстие в параболическом зеркале 3.Перед отверстием укреплена ирисовая диафрагма и для измерения диаметра пучка всоответствии с размерами кристалла крепится кассета 5, представляющая собой прямоугольнуюпластину из органического стекла с отверстием на оси зеркала. В узкий зазормежду краем зеркала и пластинкой помещается матовый просвечивающийся экран снанесенной на нем градусной сеткой. Кристаллодержатель 6 состоит изцилиндрического стержня, имеющего возможность перемещаться вдоль оси прибора ивращаться в отверстии кронштейна 7. Подвижные муфты 8 и 9 с помощью винтовмогут быть укреплены в любой точке стержня 6. Задняя муфта образует упор привведении кристалла в фокус зеркала, передняя муфта 9 ограничивает перемещениестержня 6 назад. Поглощающая заслонка 10 – это зачерненная тонкостенная трубкас зажимным винтом, надетая на стержень кристаллодержателя свободно. На переднийторец стержня, перпендикулярный к оптической оси прибора, устанавливаетсямагнитный кристаллоносец. Такая система крепления кристалла позволяет легкоцентрировать его на оси прибора.

2.2. Порядок проведения работы

Для изучения простых формкасситерита были отобраны 6 образцов с наибольшим количеством развитых граней,размером от 1 до 3 мм. При исследовании их под бинокулярной лупой былообнаружено, что некоторые образцы представлены сдвойниковыми кристаллами, чтозатрудняло или делало невозможным изучение граней с помощью фотогониометра.

Работа на фотогониометресводилась к следующему. Кристалл по возможности точнее укреплялся к с помощьюпластины на торце магнитного кристаллоносца и юстировался на нем от руки наглаз. Затем кристаллоносец переносился на передний торец стержня 6. Отводякристалл до упора 9 и вращая его вокруг оси, нажатием на него добиваюсь того,чтобы рефлексы от одноименных граней проходили по одной линии. Точностьюстировки в этом случае тем выше, чем больше расстояние от кристалла довспомогательного экрана.

После юстировки кристаллвводился в фокус зеркала. Наблюдая на экране световую картину от гранейкристалла нужно ввести поглощающую заслонку 10. При этом рефлексы, неиспытавшие отражение в зеркале, гаснут в обратном порядке, и это различиеслужит критерием правильности положения заслонки. В этой позиции заслонкаукрепляется зажимным винтом.

Для определения простыхформ, я наносила полученные рефлексы от граней на сетку Вульфа, расчитывалауглы φ и ρ. Сверяя свои результаты со справочником, находила какие hkl им соответствуют. Еслив книге таких углов не оказывалось, то символы граней расчитывала по формулам:

k1=sinφ111;   k2=cosφ111tg111;  k3=0

h=k2sinφ;  k=k1cosφ;   l=k1k2ctgρ

3.Представление полученного в процессе исследований фактического материала

При изучении кристаллов топаза простые формы представилось возможным определить только упяти. Стороны остальных были сильно протравлены, что делало невозможнымопределить символы, так как часть рефлексов от граней на экране гониометра быласильно размыта или вообще невидна.

Простые формы кристаллов касситерита

                                                        (Табл изexcel)

4.Обсуждение фактического материала.

Из полученных результатовможно предположить, что рассмотреные кристаллы касситерита принадлежат к. Таккак у испытуемых присутствуют характерные простые формы касситерита

Заключение

 

Я изучила простые формыкристаллов топаза. Огранение наводит на мысль, что минералы пренадлежат к типу.

Списокиспользованной литературы.

1. Глазов А.И. Методы морфологиикристаллов, — Л.: Недра, 1981

2. Бетехтин А.Г. Курс минералогии. М.: Гостеолтехиздат,1956

2. Лазаренко Е.К Курс минералогии.Учебник для университетов. М., “Высшая

школа”, 1971

3. Минералы: Справочник. М., “Наука” Т 3, вып. 1

4. Падуров Н.Н. Кристаллохимическийанализ и методы геометрической                                     кристаллографии. ГН-ТИ, 1939.

еще рефераты
Еще работы по геологии