самый широко применяемый в практике метод определения минералов
Минералогия
Минералогия наука о минералах
Известно более 2500 природных минералов. Минералы могут состоять из одного химического элемента (сера, алмаз, графит, золото и др.) либо из нескольких (кварц, кальцит, полевой шпат «и др.). Большинство минералов — твердые тела. Однако имеются жидкие (вода, ртуть) и газообразные минералы (метан, сернистый и углекислый газы). Здесь будут рассмотрены только твердые минералы. Твердые минералы по своему строению бывают двух видов — кристаллические и аморфные. Кристаллические минералы преобладают в природе (их 98%). Большинство минералов, которые будут рассмотрены ниже,— это минералы кристаллического строения.
Определение минералов по внешним признакам (макроскопический метод)
Это наиболее доступный и простой метод. Для определения минералов исследуют их физические свойства: морфологию, цвет, блеск, твердость И др. Метод определения минералов по внешним признакам не требует специальной аппаратуры и особых приборов и легко доступен.
Микроскопический (или кристаллооптический)
Метод использует для определения минералов специальные поляризационные микроскопы, которые позволяют исследовать минералы в проходящем и отраженном свете. Для исследования применяются особые препараты, называемые шлифами и аншлифами. Шлифы представляют собой тонкие срезы минералов или горных пород толщиной около 0,02 мм, наклеенные с помощью особого клея — канадского или пихтового бальзама — на предметное стекло и покрытые покровным стеклом.
В шлифах изучают прозрачные минералы с помощью проходящего света под микроскопом. Современные световые микроскопы позволяют достигать увеличений до 1000—1200 и видеть частицы размером 0,2—0,3 микрона (т. е. 2000—3000 Å). Под микроскопом определяется ряд оптических свойств минералов в шлифах и при помощи специальных иммерсионных жидкостей (иммерсионный метод). Метод определения оптических констант минералов с помощью поляризационного микроскопа достиг большого совершенства после изобретения акад. Федоровым универсального теодолитного столика, называемого теперь федоровским столиком. Для исследования- минералов данный столик устанавливается на микроскопе.
Электронно микроскопический
Метод используется для определения тонкодисперсных веществ — глинистых минералов и коллоидных систем, для изучения кристаллических решеток и молекул. В электронном микроскопе вместо видимого света для получения изображений ис-пользуется поток ускоренных электронов. Наибольшая разрешающая способность, достигнутая на отдельных современных электронных микроскопах, составляет величину в 4—5 А, что соответствует увеличению порядка одного миллиона. Обычно достигается увеличение порядка 200 тыс., что соответствует разрешающей способности около 10 Å.
В минералогии электронный микроскоп используется для изучения формы, особенностей строения и структуры тонкодисперсяых минералов — минералов, размеры выделений которых лежат за пределами разрешающей способности обычной оптики. Такие глинистые минералы, как каолинит, галлуазит, монтмориллонит, палыгорскит, гидромусковит, ряд вторичных минералов коры выветривания и другие успешно исследуются и определяются с помощью электронного микроскопа. Однако электронно-микроскопический метод не универсален, наиболее успешно он может быть использован в сочетании с другими методами исследований — рентгеноструктурным и спектральным анализами, дифференциально-термическим и термовесовым анализами, электронографией и химическим анализом.
Рентгеноструктурный анализ
Применяется для исследования и определения минералов в рентгеновских лучах. С помощью рентгеновских лучей можно исследовать кристаллические, скрытокристаллические и тонкодисперсные минералы. Рентгеноструктурный анализ основан на явлении дифракции рентгеновских лучей в кристаллах и законе «отражения» этих лучей в кристаллах от плоских сеток кристаллов. В результате рентгеновской съемки исследуемого вещества при облучении его монохроматическими рентгеновскими лучами получаются рентгенограммы, которые сравниваются с эталонными рентгенограммами известных минералов.
Электронографический метод
Исследования используется для тонкодисперсных коллоидных масс и тончайших пленок минералов толщиной в несколько миллимикронов. Метод основан на способности электронов, проникающих в вещество, определенным образом рассеиваться при встрече с закономерно расположенными атомами. В отличие от рентгеновских лучей, способных проходить в глубь кристаллического вещества, пучок электронов проникает на глубину до 0,01 микрона (0,00001 мм). В результате исследования полученных электронограмм проводится определение вещества.
Термический анализ
Введенный акад. Курнаковым, применяется для диагностики и характеристики многих минералов, руд и горных пород. Под названием термический анализ объединяются два классических метода: дифференциально-термический (ДТА) — получение кривых нагревания вещества, и термовесовой (.или термогравиметрический) — получение кривых изменения веса. Наиболее перспективно применение этих методов для исследования тонкодисперсных минералов, входящих в состав глин, бокситов, зоны окисления руд и коры выветривания. Особенно успешен термический анализ в сочетании с рентгеновским, электроино микроскопическим и кристаллооптическим методами.
Спектральный анализ
Применяется для определения в исследуемом веществе химических элементов. Метод основан на том, что каждый химический элемент при достаточном нагревании испускает лучи определенных длин волн, которые устанавливаются с помощью спектрографа. Метод очень удобен благодаря своей точности и быстроте определения содержащихся в минерале катионов металлов, а также в связи с малым количеством исследуемого вещества (несколько миллиграммов), требующегося для анализа. Для очень малых объектов (50— 100 микрон) используются спектральные установки, снабженные лазерами.
Кристаллохимический анализ
Разработанный Федоровым, применяется для определения состава вещества и его внутреннего строения по внешним формам кристалла. Измеряя углы между гранями кристалла на специальном приборе — гониометре, определяют сингонию и вид симметрии кристаллов, а также состав минерала.
Метод паяльной трубки
Используется для быстрого качественного химического анализа минералов. Его применяют для уточнения предварительных микроскопических определений минерала. Для данного метода требуется незначительное количество исследуемого минерала. Метод паяльной трубки прост и доступен по своему применению. Исследование минералов проводится с помощью особой паяльной трубки, которая предназначена для вдувания воздуха в пламя свечи, спиртовой или газовой горелки. В пламени, обладающем высокой температурой и способностью производить химические реакции окисления и восстановления, осуществляют различные испытания минерала: прокаливание, сплавление с содой, бурой и другими реагентами. Характер реакций, происходящих при этом, позволяет судить о присутствии в минерале различных химических элементов, а с помощью специальных таблиц-определителей производить диагностику неизвестного минерала.
Химический анализ
Трудоемкий и дорогостоящий метод исследования. Для химического анализа производится отбор чистого минерала, освобожденного от примесей под бинокуляром. Отобранный материал подвергается обычно спектральному анализу для предварительного определения химических элементов, содержащихся в минерале. После проведения полного химического анализа получают данные о химических элементах в весовых процентах. Их пересчитывают на атомные (молекулярные) количества с тем, чтобы можно было вывести химическую формулу минерала. Итак, рассмотрены наиболее широко применяемые
методы исследования минералов и горных пород. Помимо указанных используются и другие методы диагностики веществ земной коры, с которыми можно ознакомиться в специальных руководствах.
Статья на тему Минералогия
Похожие страницы:
Понравилась статья поделись ей
Тесты по дисциплине: Геология и основы горного дела
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Тесты по дисциплине: Геология и основы горного дела
Геология – это наука, изучающая
a ) Землю, ее происхождении, состав, развитие
b ) исторические события
c ) экономические предпосылки
d ) исторические предпосылки
e ) развитие индустрии.
2. С какими науками связана геология?
a ) экономика, политология
b ) география, геохимия, геофизика
3. Практическое значение геологии?
a ) строительство горных выработок
b ) размещение сооружений
c ) размещение инфраструктур
d ) строительство сооружений
e ) разработка вопросов о закономерностях образования и размещения месторождений полезных ископаемых
4. Выделяют три главных направления в геологии, определившиеся
a ) стратиграфия, палеонтология, литолография
b ) геохимический цикл дисциплин, историческая геология и динамическая геология.
c ) геодезия, геофизика, геохимия
d ) гидрогеология, промышленная гидрогеология, геодезия
e ) маркшейдерское дело, геодезия, гидрогеология
5. Петрология исследует
a ) горные породы, их состав, структуру, условия образования и изменения
b ) коллоидные вещества
c ) взвешенные частицы
d ) искусственные минералы
e ) естественные минералы
6. Минералогия изучает
a ) коллоидные вещества
b ) электрические свойства минералов
c ) природные химических соединений, их происхождение, состав и изменения
d ) взвешенные частицы
e ) условия возникновения месторождений
7. Обобщающей наукой о вещественном составе земной коры является
d ) промышленная гидрогеология
8.В центральной части вулкана имеется круглое углубление называемое:
9. Характер расположения зерен минералов в породе называется:
10.Осадочные горные породы образовались в результате:
a ) больших давлений и высокой температуры
b ) накопления минеральных масс
c ) застывания магмы
d ) химических процессов
e ) образование кристаллов
11. В составе магмы содержится от 80 до 85%:
12. Самый твердый минерал по шкале Мооса?
13. Самый мягкий минерал по шкале Мооса?
14.Самый широко применяемый в практике метод определения минералов:
15. Историческая геология включает
a ) геохимию, палеонтологию, гидрогеологию
b ) гидрогеологию, геодезию
c ) стратиграфию, палеогеографию и четвертичную геологию.
d ) геодезию, литолографию
16. Стратиграфия изучает
a ) последовательность образования и залегания слоев горных пород, накапливающихся в виде осадков на дне водных бассейнов, и определяет их относительный возраст
b ) химический состав
c ) физические свойства
d ) текстурные характеристики
e ) диагностические свойства
17. С помощью палеогеографии
a ) образуются новые минералы
b ) восстанавливаются физико-географические условия прошлых геологических эпох
c ) изучают физический состав
d ) изучают химический состав
e ) изучают текстурные особенности
18. Четвертичная геология изучает
a ) физико-химический состав
b ) историю развития Земли за последний период геологического времени длительностью 1,7 млн. лет
c ) изучают текстурные особенности
d ) образуются новые минералы
e ) изучаются диагностические свойства
19. В третий раздел геологии — динамическую геологию включены
a ) геологические процессы, разрушающие одни горные породы и создающие другие
b ) разделы гидрогеологии
c ) основы палеографии
d ) законы почвообразования
e ) свойства горных пород
20. Геологические процессы делятся на
a ) на эндогенные и экзогенные
21. Эндогенные процессы это
a ) поддерживаемые глубинной энергией Земли
b ) обусловленные солнечной энергией и силой тяжести
c ) обусловленные химическим строением
d ) обусловленные физическими свойствами
e ) обусловленные физико-химическими свойствами
22. Экзогенные процессы
a ) обусловленные солнечной энергией и силой тяжести
b ) поддерживаемые глубинной энергией Земли
c ) обусловленные физико-химическими свойствами
d ) обусловленные физическими свойствами
e ) обусловленные химическим строением
23. Большая часть информации, накапливающейся в процессе сбора геологического материала находит свое отражение
a ) на геологических картах и производных от них разновидностях.
e ) на горных породах
24. Методы, использующиеся для этой цели, подразделяются
a ) на прямые и косвенные.
d ) на систематические
e ) на дополнительные
25. К прямым относятся
a ) лабораторные исследования
b ) геологические методы непосредственного изучения горных пород и структур в естественных нарушениях и в искусственных горных выработках
c ) полевые исследования
d ) лабораторные и полевые исследования
e ) снимки с космоса
26. Косвенные методы основаны
a ) на анализе космологических и геофизических данных
b ) геологические методы непосредственного изучения горных пород и структур в естественных нарушениях и в искусственных горных выработках
c ) полевых исследованиях
d ) лабораторных исследованиях
e ) структурных исследованиях
27. Земная кора образует самую верхнюю твердую оболочку, которая по отношению к общему объему планеты.
a ) представляет собой тонкую оболочку
b ) кристаллическую массу
c ) магматическую массу
d ) твердую массу химических элементов
28. Средний радиус Земли составляет:
29. Мантия Земли является самой крупной геосферой
a ) она составляет 83 % объема планеты и около 66 % ее массы.
b ) она составляет 98 % объема планеты и около 65 % ее массы.
c ) она составляет 95 % объема планеты и около 64 % ее массы.
d ) она составляет 95 % объема планеты и около 63 % ее массы.
e ) она составляет 97 % объема планеты и около 65 % ее массы.
a ) это хорошо фиксирующийся внутренний сейсмический раздел
b ) геологический разрез
c ) состав горных пород
d ) химический состав горных пород
e ) горная выработка
Курс профессиональной переподготовки
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
Курс повышения квалификации
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Охрана труда
1. Геология – это наука, изучающая
a ) Землю, ее происхождении, состав, развитие
b ) исторические события
c ) экономические предпосылки
d ) исторические предпосылки
e ) развитие индустрии.
2. С какими науками связана геология?
a ) экономика, политология
b ) география, геохимия, геофизика
3. Практическое значение геологии?
a ) строительство горных выработок
b ) размещение сооружений
c ) размещение инфраструктур
d ) строительство сооружений
e ) разработка вопросов о закономерностях образования и размещения месторождений полезных ископаемых
4. Выделяют три главных направления в геологии, определившиеся
a ) стратиграфия, палеонтология, литолография
b ) геохимический цикл дисциплин, историческая геология и динамическая геология.
c ) геодезия, геофизика, геохимия
d ) гидрогеология, промышленная гидрогеология, геодезия
e ) маркшейдерское дело, геодезия, гидрогеология
5. Петрология исследует
a ) горные породы, их состав, структуру, условия образования и изменения
b ) коллоидные вещества
c ) взвешенные частицы
d ) искусственные минералы
e ) естественные минералы
6. Минералогия изучает
a ) коллоидные вещества
b ) электрические свойства минералов
c ) природные химических соединений, их происхождение, состав и изменения
d ) взвешенные частицы
e ) условия возникновения месторождений
7. Обобщающей наукой о вещественном составе земной коры является
d ) промышленная гидрогеология
8.В центральной части вулкана имеется круглое углубление называемое:
10.Осадочные горные породы образовались в результате:
a ) больших давлений и высокой температуры
b ) накопления минеральных масс
c ) застывания магмы
d ) химических процессов
e ) образование кристаллов
Номер материала: 383582
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
В Тюменской области студенты и школьники перейдут на дистанционное обучение
Время чтения: 2 минуты
Около половины детей болеют коронавирусом в бессимптомной форме
Время чтения: 1 минута
Прослушивание музыки снижает усталость мозга
Время чтения: 1 минута
Роспотребнадзор продлил действие санитарных правил для образовательных учреждений
Время чтения: 1 минута
В школе в Пермском крае произошла стрельба
Время чтения: 1 минута
Москалькова предложила создать рекомендации подросткам по использованию соцсетей
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Минералогический анализ полезных ископаемых
Минералогический анализ — самостоятельный раздел минералогических исследований, имеющий свой метод и объект исследования. Метод включает фракционирование материала пробы по некоторым свойствам, качественное определение (диагностика) минералов и установление их количества, основанное на визуальном (глазомерном) определении или на более точных методах. Объекты исследования — природные или техногенные смеси минералов.
Минералогическому анализу чаще всего подвергаются не сами породы, а только — гравитационные концентраты тяжелых минералов (шлихи). Шлих— остаток тяжелых и химически стойких минералов (Pt, Au, вольфрамит, алмаз и др.), получаемый при промывке песков, галечников и других рыхлых отложений, а также из предварительно измельченных монолитных горных пород. Поэтому составной частью анализа является концентрация тяжелых минералов, как правило, мокрая по плотности, и последующее фракционирование магнитным и электромагнитным методами. Почти все рудные минералы попадают в тяжелую фракцию проб, что и определяет важное значение минералогического анализа. Минералогический анализ отражает количественные взаимоотношения между минералами пробы, характерные свойства и отличия минералов. Текстурно-структурные особенности руды, а также состав, строение и свойства минералов исследуются другими методами. Успешное выполнение минералогического анализа предусматривает использование химических (пленочные, капельные, порошковые реакции) и оптических методов для диагностики минералов.
Минералогический анализ по сравнению с другими видами исследования минерального сырья имеет ряд преимуществ:
— высокую чувствительность при определении содержания тяжелых минералов (особенно в россыпях). Например, в пробе 10 кг при массовом анализе с использованием технических весов минералогическим анализом гарантировано обнаружение 0,01 г золота;
— сохранение в ходе анализа исходного вещества, исключающее перевод его в раствор, сжигание или сплавление, что позволяет при необходимости неоднократно возвращаться к его изучению;
— установление в конечном результате минеральной формы полезного компонента, что определяет минимальное промышленное его содержание, выбор схемы обогащения и т.д.;
— возможность получения ряда дополнительных характеристик минералов, например, гранулометрического состава;
В настоящее время предложены некоторые разновидности обычного минералогического анализа и прежде всего шлихо-геохимические методы, сочетающие минералогический анализ со спектральным определением элементного состава.
Классической схемой минералогического анализа (базовой схемой) является следующая:
— регистрация и взвешивание пробы на технических весах;
— рассев на сите 1 мм, взвешивание обоих классов;
— квартование мелкого класса (в отдельных случаях опускается);
— деление отквартованной навески или обоих классов в бромоформе;
— выделение из тяжелой фракции магнитных минералов (ручным магнитом);
— деление немагнитной части на электромагните с выделением нескольких фракций (сильноэлектромагнитная, слабоэлектромагнитная и неэлектромагнитная);
— взвешивание всех фракций;
— просмотр всех фракций под бинокулярной лупой, диагностика всех минералов и визуальная оценка из содержаний (в %) в каждой фракции;
— пересчет содержаний на тяжелую фракцию, на шлих, на пробу;
— составление таблицы результатов анализа.
Эта базовая схема в зависимости от типа минерального сырья и конкретных геологических задач может изменяться в довольно широких пределах (рис. 2.22—2.29).
Типизация видов минералогических анализов, принятая НСОММИ, основана на двух главных признаках: полноте анализа в диагностическом отношении и точности количественных оценок содержания минералов в пробе.
Различают анализы неполные, полные и детальные. Неполные анализы на полезные минералы и некоторые минералы — спутники полезных минералов (например, пироп, пикроильменит, турмалин, флюорит, хромит и др.) применяются при поисково-разведочных и поисковых работах, а также при изучении разведочных материалов и продуктов обогащения с целью контроля процессов обогащения. При полных анализах определяются все присутствующие минералы, но допускается устанавливать лишь группу (группы гранатов, пироксенов, амфиболов, магнезиально-кальциевых карбонатов, турмалина, хромшпинелидов, оливина, хлоритов и тд.) без указания положения минерала в изоморфных рядах.
При детальных анализах определяются все присутствующие минералы, в том числе в группах гранатов, пироксенов, амфиболов, хромшпинелидов, шпинелей, оливина, тантало-ниобатов, хлоритов, изоморфных рядов магнезиально-железистых и известково-магнезиально-железистых карбонатов; указывается вид и положение минералов в изоморфных рядах. Особое значение имеют в пределах групп те минералы, которые указывают на определенные рудоносные комплексы. Детальные анализы должны сопровождаться и более подробными и систематизированными описаниями минералов, особенно тех их признаков и свойств, которые указывают на основные условия образования минералов и характеризуют минеральные ассоциации. При детальных анализах увеличивается трудоемкость работы минералогов, проводящих анализы, за счет главным образом значительно большего использования методов микроскопического определения оптических констант в иммерсионных препаратах, дополнительных микрореакций и других методов (определение плотности минералов, изучение спектров люминесценции, рентгенорадиометрические методы определения содержаний отдельных элементов и т.д.).
По степени точности и способам определения содержания минералов также выделяются три группы анализов: полуколичественные, полуколичественные с повышенной точностью определения содержания некоторых минералов и количественные.
В минералогических полуколичественных анализах ограничиваются визуальным определением содержания минералов. Предусматривается наиболее простая схема фракционирования (подготовки) минералов: рассев на одном сите (1 мм или 0,315 мм), взвешивание полученных классов. Если масса мелкого класса превышает 100 г, его можно квартовать с тем расчетом, чтобы масса тяжелой фракции составила не менее 10 г. Далее из полученных классов выделяется бромоформом тяжелая фракция без сохранения леткой. Тяжелая фракция делится ручным магнитом и электромагнитом; все фракции взвешиваются и просматриваются под бинокуляром. При этом проводится диагностика всех минералов и дается визуальная оценка содержаний минералов в каждой фракции размерно-зерновым способом В.Д. Тимофеева и В.Д. Плужниковой, затем оформляется документация и подсчитываются содержания минералов на шлих, составляются таблицы.
Для точного определения содержания минерала нужно тем большее число зерен для подсчета, чем ниже содержание минерала. Способ очень трудоемок. Однако, он не может считаться достаточно точным, так как не учитывает формы зерен, которая сказывается на их массе.
Для лучшего концентрирования полезных минералов в одной фракции вводятся и такие операции, как прокаливание для изменения магнитных свойств минералов и отмывка в тяжелой жидкости. Назначение всех этих операций состоит в том, чтобы сконцентрировать во фракции > 70 % содержащихся в шлихе полезных минералов. В этом случае визуальное определение содержаний достигает требуемой точности; в других фракциях этих полезных минералов должно оставаться