Классификация минералов и горных пород по химическому составу. Визуальный метод определения по структурным, текстурным особенностям. Состав породообразующих минералов и класс минеральных образований. Физико-механические свойства малахита, его структура.
Аннотация к работе
Название минерал получил, вероятно, за зеленую окраску, напоминающую цвет листьев мальвы (греч. malache - мальва), либо за небольшую твердость (греч. malakos-мягкий). По составу малахит представляет собой водную углекислую соль меди - Cu2[CO3](OH)2. Галогениды - минералы, образующиеся в результате соединения металлов с галоидными элементами, такими как хлор, бром, фтор, иод. Сульфаты - минералы, образующиеся в результате соединения металлов с сульфатной группой (сера и кислород). Силикаты - металлы соединенные с силикатной группой (кремний и кислород), это самые распространенные минералы в природе (почти треть всех минералов - силикаты).
Введение
Малахит - один из красивейших минералов. Его окраска богата оттенками - вся палитра зеленых тонов от светло-зеленого с голубизной (бирюзового) до густого темно-зеленого цвета ("плисового"). Название минерал получил, вероятно, за зеленую окраску, напоминающую цвет листьев мальвы (греч. malache - мальва), либо за небольшую твердость (греч. malakos- мягкий). Изделия из малахита - это вазы, небольшие скульптуры, шкатулки, кабошоны, бусы, полированные пластины. Даже в необработанном виде очень эффектны причудливой формы почковидные и гроздьевидные агрегаты малахита. Иногда для подчеркивания красоты камня достаточно лишь небольшого среза или легкой полировки природной поверхности образца. По составу малахит представляет собой водную углекислую соль меди - Cu2[CO3](OH)2. Оксида меди в малахите содержится до 72%. Окраска его объясняется присутствием иона меди. Кристаллы малахита крайне редки и весьма ценятся коллекционерами.
Классификация минералов по химическому составу.
Основой классификации минералов является их химический состав, а также симметрия их кристаллической решетки. В настоящее время все минералы подразделяют на девять классов это: 1. Самородные элементы
В эту группу входят около 20 минералов, встречающихся в природе.
Все они делятся на: · Металлы (золото, серебро, медь, платина, редко - железо, никель)
· Полуметаллы (сурьма, мышьяк, висмут)
· Металлоиды (сера и углерод в форме алмаза и графита)
№Название классаХим. составПредставителиФормулы
1Самородные элементыМеталлы и неметаллыЗолотоAu
СереброAg
ПлатинаPt
МедьCu
МышьякAs
АлмазС
ГрафитС
СераS<8>
2. Сульфиды
Сульфиды состоят из серы в соединении с металлом или с металловидным веществом. К ним относятся такие металлические руды, как галенит, халькопирит, киноварь. Обычно сульфиды тяжелые и хрупкие. Они являются первичными минералами и после вступления в контакт с атмосферой, многие быстро превращаются в оксиды.
2Сульфиды (синонимы названий: с металлическим блеском желтые - колчеданы; с металлическим блеском серые - блески; с неметаллическим блеском - обманки)Соединение металлов с серой, мышьяком и др.ХалькозинCu2S
ГаленитPBS
СфалеритZNS
КиноварьHGS
ПирротинFe1-NS
ХалькопиритCUFES2
СтаннинCu2FESNS4
БорнитCu5FES4
Пентландит(Ni,Fe)9S8
ПиритFES2
МарказитFES2
АрсенопиритFEASS
КобальтинCOASS
РеальгарAs4S4
АнтимонитSb2S3
АурипигментAs2S3
НикелинNIAS
МолибденитMOS2
КовеллинCUS
Блеклые руды:
ТеннантитCu 6Cu2 6[ASS3]4S
ТетраэдритCu 6Cu2 6[SBS3]4S
3. Галогениды
Галогениды - минералы, образующиеся в результате соединения металлов с галоидными элементами, такими как хлор, бром, фтор, иод. Эти минералы очень мягкие, многие хорошо растворяются в воде. Однако это очень распространенные минералы. Представители этой группы - галит (поваренная соль), флюорит.
3ГалогенидыСоединение металлов с галогенамиФлюоритCAF2
ГалитNACL
СильвинKCL
КарналлитKMGCL3Ч6H2O
4. Оксиды и гидрооксиды
Оксиды - это соединения металлов с кислородом. Они являются наиболее разнообразной по физическим характеристикам группой. Здесь и тусклые земли (боксит) и ювелирные камни (сапфиры, рубины). Твердые первичные оксиды обычно образуются глубоко в земных недрах, более мягкие - ближе к поверхности вследствие контакта с воздухом.
4Окислы и гидроокислыСоединение металлов и полуметаллов с кислородомЛедH2O
КупритCu2O
КорундAl2O3
ГематитFe2O3
ИльменитFETIO3
ШпинельMGAL2O4
ХромитFECR2O4
МагнетитFEFE2O4
РутилTIO2
КасситеритSNO2
ПиролюзитMNO2
МанганитMNO(OH)
ПсиломеланBAMN2 Mn94 O20Ч3H2O
Колумбит(Fe,Mn)Nb2O6
Танталит(Fe,Mn)Ta2O6
Вольфрамит(Fe,Mn)WO4
БруситMn(OH)2
ГидраргиллитAl(OH)3
ДиаспорALOOH
БемитALO(OH)
ГетитFEOOH
ГидрогетитFEOOHЧNH2O
КварцSIO2
ОпалSIO2ЧNH2O
5. Карбонаты
Карбонаты - минералы, образующиеся при соединении металлов с карбонатной группой (углерод и кислород). Их отличает мягкость, светлая окраска и во многих случаях прозрачность. Большая часть из них является вторичными минералами. Самым распространенным представителем этого класса является кальцит.
5КарбонатыСоли угольной кислотыКальцитCa[CO3]
РодохрозитMn[CO3]
СидеритFe[CO3]
СмитсонитZn[CO3]
МагнезитMg[CO3]
АрагонитCa[CO3]
ЦерусситPb[CO3]
ДоломитCAMG[CO3]2
МалахитCu2[CO3](OH)2
АзуритCu3[CO3]2(OH)2
6. Сульфаты
Сульфаты - минералы, образующиеся в результате соединения металлов с сульфатной группой (сера и кислород). Они мягкие, прозрачные или просвечивающие, ненасыщенного цвета. Широко распространены гипс, ангидрит, барит.
6СульфатыСоли серной кислотыТенардитNa2[SO4]
АнгидритCa[SO4]
ЦелестинSr[SO4]
БаритBa[SO4]
АнглезитPb[SO4]
ЯрозитKFE33 [SO4]2(OH)6
ГипсCa[SO4]Ч2H2O
ХалькантитCu[SO4]
7. Фосфаты
Фосфаты образуются при соединении металлов с фосфатной группой (фосфор и кислород). Это вторая по количеству группа после силикатов, хотя многие из них встречаются довольно редко. В основном фосфаты являются вторичными минералами, часто имеющие яркий цвет (бирюза).
7Фосфаты, арсенаты, ванадатыСоли фосфорной, мышьяковой и ванадиевой кислотМонацит(Ce, La…)[PO4]
АпатитCa5[PO4]3(F,Cl,OH,O)
ПироморфитPb5[PO4]3Cl
АмблигонитLIAL[PO4]F
ВивианитFe3[PO4]2Ч8H2O
ЭритринCo3[ASO4]2Ч8H2O
АннабергитNi3[ASO4]2Ч8H2O
СкородитFe[ASO4]Ч2H2O
БирюзаCu(Al,Fe)6[PO4]4(OH)8Ч4H2O
8. Силикаты
Силикаты - металлы соединенные с силикатной группой (кремний и кислород), это самые распространенные минералы в природе (почти треть всех минералов - силикаты). Все они делятся на подгруппы в зависимости от своей внутренней структуры (незосиликаты, соросиликаты, иносиликаты, циклосиликаты, филосиликаты и тектосиликаты). Представители этого класса - кварц, полевые шпаты.
В эту группу входят твердые тела, встречающиеся в природе и возникшие благодаря жизни и деятельности живых организмов. Изза этого их не всегда относят к минералам. Представлена группа такими минералами, как янтарь, гагат, жемчуг, вевеллит.
Малахит относится к 5 классу - карбонаты - и имеет формулу Cu2[CO3](OH)2
Состав
По составу малахит представляет собой водную углекислую соль меди - Cu2 [СО3][ОН]2. Окиси меди в малахите содержится до 72 %, поэтому он использовался как медная руда. Малахит кристаллизуется в моноклинной сингонии, призматическом виде симметрии. Окраска малахита объясняется присутствием иона меди. Малахит - минерал зоны окисления медных сульфидных и медно-железорудных месторождений, залегающих в известняках, доломитах и других породах. В результате взаимодействия медносульфатных растворов с карбонатными или углекислыми водами образуется малахит. Натечные формы малахита возникают в карстовых пещерах и полостях рудоносных известняков, куда фильтруются воды с бикарбонатом меди.
Структурно-текстурные особенности минерал малахит горный порода
Текстура малахита очень разнообразна - ленточная, струистая, концентрически-круговая, лучисто-звездчатая с чередованием слоев разного цвета. Малахит образуется кристаллами в виде тончайших иголочек, которые никогда не растут поодиночке. Разрастаясь из центра, эти иголочки создают лучистые шары - сферолиты, которые в свою очередь, наползая один на другой, сливаются в гроздевидные или почковидные сростки. Медные растворы, которые питают эти образования, содержат разный процент меди, поэтому разный слой имеет свой оттенок. Отсюда - неповторимый рисунок камня, когда образования разрезают вдоль или поперек.
Различают два основных поделочных вида камня - радиально-лучистый и плотный. Первый за сходство с некогда распространенным хлопчатобумажным бархатом - плисом - назвали плисовым. Второй за кажущуюся однородность и холодный, чуть с синевой, зеленый цвет - бирюзовым. Более декоративную его разновидность выделили как узорчатый.
· Цвет - от сочного темно-зеленого до светлого бирюзово-зеленого
· Цвет черты - зеленая разных оттенков
· Блеск - блеск различный, смотря по сложению: стеклянный у кристаллов или шелковистый у тонковолокнистых агрегатов и кусков.
· Спайность - явная
· Сингония - моноклинная
· Твердость - 3,5-4 по шкале Мооса.
· Плотность - 3,9-4,1 г на см3.
· Излом - скорлуповатый, занозистый
· Прозрачность - непрозрачный
Форма
Распространенными формами малахита являются корочки, почковидные массы и разнообразные натеки. Минерал в виде кристаллов встречается в природе крайне редко.
Механические и технологические свойства, применение
Малахит - мягкий камень, он разрушается от горячей воды и вообще высокой температуры, восприимчив к кислотам, аммиаку. При нагревании малахит темнеет, а от взаимодействия с кислотой растворяется с выделением углекислого газа. Изделия из малахита также не стоит подвергать механическому воздействию - он легко царапается.
Это ценный отделочный камень с необычайно красивыми узорами из колец и замысловатых переплетений полосок концентрических колец разной толщины. При обработке малахита стараются как можно ярке выделить декоративность камня, его полосчатость.
Узоры хорошо видны на срезе, сколе и особенно - после полировки. Особо ценится камень с тонкими концентрическими кольцами. Такие экземпляры еще называют «павлиний глаз» или «павлиний камень».
Благодаря своей красоте «зеленый камень» всегда привлекал к себе внимание. Древние греки украшали этим камнем залы, делали мелкие украшения и амулеты. Особую популярность малахит получил после обнаружения крупного месторождения на Урале в XVII веке. Русскими мастерами разработана методика выполнения изделий из малахита: крупные куски камня распиливали на тонкие пластины, из них подбирались рисунки и закрепляли на дерево или металл. Предметы из хорошо подобранных пластин выглядят так, будто сделаны из монолитного камня.
Из малахита путем определенной обработки делаются плиты для облицовки каминов, стен, столешниц. Он служит материалом для декоративных украшений и интерьера, подставок для свечей, часов, статуэток, шкатулок, пепельниц и других мелких офисных принадлежностей, его часто используют как вставку в ювелирные изделия. Очень красив малахит в обрамлении белого металла, например, серебра.
Малахит - ценный ювелирно-поделочный камень. Благодаря его привлекательной окраске, узору и хорошей полируемости широко используется при изготовлении кабинетных украшений: оснований настольных ламп, ваз, шкатулок, пепельниц и других изделий.
В России в 18-19 вв. методом "русской мозаики" малахитом облицовывались колонны, пилястры, каминные доски, столешницы, крупные напольные вазы, часы и другие изделия в дворцовых интерьерах. В Малахитовом зале Эрмитажа хранится более 200 изделий из малахита. Колонны из малахита установлены в алтарной части Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге.
Несмотря на невысокую твердость и нестойкость, малахит и сегодня является одним из самых популярных ювелирных и декоративных камней. Его шлифуют кабошоном или слегка выпуклыми табличками, из него делают бусы, а также мелкие кабинетные украшения шкатулки или подставки для подсвечников, часов, пепельницы и небольшие фигурки.
Месторождения
Сегодня малахит поставляют из Африки и Заира, Западной Европы и Казахстана. Ранее, в России на Урале его было много, но месторождения исчерпались.
В виде больших масс встречается в немногих местностях; в России первое место принадлежит Меднорудянскому руднику (близ Нижнего Тагила); затем Гумешевскому (ныне оставленному), из которого добыта огромная глыба малахита весом почти в полторы тонны, находящаяся в Горном институте. Малахит известен и на других месторождениях Урала, а также на Алтае и в Казахстане (Жезказган). В настоящее время промышленная разработка уральского малахита прекращена.
В Западной Европе он находится в Шесси (близ Лиона), в Корнуолле, Рецбании, на Гарце и др.
Основным источником малахита для ювелирных и отделочных работ является Демократическая Республика Конго. Характерной особенностью африканского малахита являются мелкие правильные концентрические кольца (в отличие от колец неправильной формы у уральского малахита) с более контрастным чередованием светлых и темных зон.