минералогия (1006435), страница 24
Текст из файла (страница 24)
д.Некоторые минералы, особенно в порошковатых массах, могут легкоузнаваться на ощупь. Например, всем известный тальк на ощупь кажетсяжирным, чем отличается от похожего на него пирофиллита. Точно так жепорошковатые разности ярозита — KFe3[SO4]2(OH)6 при растирании между пальцами дают ощущение жирного, салящего вещества, что отличаетярозит от охристых, похожих по цвету масс лимонита HFeO2 . aq, кажущихся при той же манипуляции жесткими, песчанистыми.При определении качества некоторых полезных ископаемых, употребляемых в пищу, прибегают к вкусовым ощущениям, например, при поисках и разведке поваренной соли, артезианских питьевых вод и др.Наконец, некоторую помощь, особенно в рудокопной практике, оказывают звуковые явления. Забойщики в этом отношении нередко обладаютвиртуозными способностями.
Известно, например, что массы церуссита(Рb[СО3]) при падении на пол издают звук, похожий на звук, производимый падением стекла. Точно так же звуки, которые издают в забоях различные по крепости породы и руды при ударах горными инструментами, отличаются друг от друга, что можно заметить лишь при большой практике.Таким образом, как мы видим, в определении минералов в полевойпрактике могут принимать участие все пять чувств: зрение, осязание, обоняние, вкус и слух. Исключительную роль играют, конечно, зрение и развивающаяся при опыте зрительная память.Глава 3О МЕТОДАХ ДЕТАЛЬНЫХ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙВ студенческой практике, для того чтобы научиться простыми методами определять распространенные в земной коре минералы, приходитсяиметь дело с более или менее крупными кристаллами или же с однородными минеральными массами.
Для этой цели обычно пользуются внешнимидиагностическими признаками изучаемых минералов, описанными в главе 2. Многие из минералов, особенно те, которые могут содержать ценныедля промышленности металлы, требуют дополнительных исследований спомощью паяльной трубки и элементарных качественных химических реакций, излагаемых в специально составленных определителях.Однако более редко встречающиеся или трудно определимые простымиметодами минералы, обнаруживаемые при систематических минералогических исследованиях, могут быть достоверно определены лишь при условииприменения более совершенных методик. Необходимость этих детальныхисследований появляется во всех случаях, когда возникает потребность более полно познать состав природных соединений: 1) при петрографическомизучении горных пород, необходимом для составления геологических карт;2) при освоении какоголибо нового месторождения, в связи с чем ставитсязадача всестороннего изучения вещественного состава руд с целью решениявопросов о комплексном использовании всех компонентов сырья; 3) приспециальных исследованиях в районах, особо интересных в минералогическом отношении; 4) при решении вопросов геохимии, требующих углубленных исследований минерального вещества, и т.
д.При детальном изучении минералов в случае необходимости применяют обычно следующие методы исследования: кристаллохимический,рентгенометрический, кристаллооптический, термический, химикоаналитический совместно со спектральным и рентгеноспектральный электроннозондовый анализ. Все эти методы подробно излагаются в специальных руководствах. Здесь мы лишь укажем, к чему они сводятся и когдаприменяются.Кристаллохимический анализ, разработанный Е. С. Федоровым, может быть применен в тех случаях, когда мы имеем дело с кристаллами.
Сущность этого анализа, помимо измерения углов между гранями, сводится копределению в какойто мере внутреннего строения кристаллов по внешним формам, поскольку наиболее развитые и часто встречающиеся граниобычно отвечают плоскостям плотнейшей упаковки структурных единиц.Глава 3. О методах детальных минералогических исследований101Этим путем удается не только установить сингонию и вид симметрии кристаллов, но и определить состав минерала.
Е. С. Федоровым создан монументальный труд «Царство кристаллов» (1920), в котором приводятся специальные таблицы по кристаллохимическому анализу.Надо отметить, что по мере широкого введения в практику рентгеновских методов изучения кристаллического вещества, кристаллохимический анализ как метод диагностики постепенно потерял свое значение исейчас представляет лишь исторический интерес, однако изучение разнообразия габитусных типов кристаллов некоторых широко распространенных минералов (кальцит, пирит, циркон) в связи с условиями их образования привело к установлению типоморфного значения формыкристаллов и позволило сформулировать важные положения поисковойкристалломорфологии.Рентгенометрический анализ (рентгенография)1, применяемый дляопределения кристаллического вещества путем сравнения получаемыхрентгенограмм с эталонными, может быть произведен различными методами, из которых наиболее употребительны: метод вращения кристалла(Поляни), метод рентгеновского гониометра (Вейссенберга) и метод порошка (Дебая — Шеррера).Первые два метода применяются в тех случаях, когда мы имеем делос монокристаллами.
Под методом вращения кристалла подразумеваетсярентгеносъемка вращающегося кристалла при облучении монохроматическими рентгеновскими лучами. В противоположность этому в методеЛауэ кристалл неподвижен и облучается непрерывным спектром рентгеновской трубки. При более широко применяемой рентгеносъемке по методу Вейссенберга помимо вращения кристалла производится также поступательное движение цилиндрической пленки параллельно осивращения кристалла, т.
е. перпендикулярно рентгеновскому лучу.Метод Дебая — Шеррера обладает тем важным преимуществом, чтопозволяет изучать агрегатные массы минерала, включая скрытокристал'лические и тонкодисперсные вещества, и поэтому широко применяетсяв практике минералогов с целью диагностики. Рентгенограмма, называемая обычно дебаеграммой, получается в специальной камере на полоскесветочувствительной пленки, на которой после проявления видны различной интенсивности линии — дужки (части колец, создаваемых конусами рентгеновских лучей, отраженных от наиболее плотно упакованныхплоскостей в кристаллических осколках растертого испытуемого вещества).Сравнивая полученную дебаеграмму (по интенсивности линий и вычисленным межплоскостным расстояниям) с дебаеграммами других известных веществ, на которые похоже по внешним признакам испытуемое1Не следует смешивать с рентгеноструктурным анализом, задачей которого является установление кристаллической структуры вещества.102Общая частьвещество, можно точно определить данный минерал, имея результатыспектральных исследований и хотя бы некоторые оптические константы.Достоинство этого метода заключается также в том, что для получениядебаеграммы достаточно 1 мм3 вещества в виде порошка.
Это особенноважно в тех случаях, когда не удается набрать материала для полного химического анализа. Следует, однако, указать, что очень тонкодисперсныевещества дают слабо выраженные, завуалированные дебаеграммы, а аморфные тела (в собственном смысле) вообще не обнаруживают отражениярентгеновских лучей.В настоящее время рентгенография порошка осуществляется преимущественно методом порошковой дифрактометрии с фиксацией рассеянного излучения счетчиком квантов, что позволяет получать результаты ввиде кривых, построенных самописцем (рис. 33); чувствительность и точность этого метода выше, чем при фоторегистрации дифрагированногоизлучения, однако требуется в 5–10 раз больше вещества, чем в методеДебая — Шеррера. Дифрактометрия порошка обеспечивает оценку параметров кристаллической решетки минералов с высокой точностью; c помощью этого метода можно выяснять отдельные детали кристаллического строения, такие как распределение атомов по позициям, т.
е. успешнорешать частные задачи рентгеноструктурного анализа. С использованием современных дифрактометров (рис. 34) удается достаточно надежноопределять компоненты в полиминеральных смесях и даже оценивать ихмассовые соотношения (количественный рентгенофазовый анализ).В связи с этим упомянем также об электронографическом методе исследования тончайших пленок толщиной в несколько миллимикроновРис. 33. Дифрактограмма эвдиалита. Пики кривой соответствуют максимумам интенсивности излучения, дифрагированного на определенных семействах плоскостейрешетки.
Цифры у пиков выражают соответствующие межплоскостные расстояния в ЕГлава 3. О методах детальных минералогических исследований103или чрезвычайно тонкодисперсных коллоидных масс. Этот метод основан на свойстве электронов закономерно рассеиватьсяпри встрече с закономерно расположенными атомами, т. е. аналогично тому, что мы имеем длярентгеновских лучей. Разницазаключается лишь в том, чторентгеновские лучи проходятвглубь кристаллического вещества, тогда как электронный пучок способен проникать в глубину всего лишь до 0,01 µ (т.
е. доодной стотысячной миллиметра).Одним из весьма эффективных современных вариантовэлектронографии является метод микродифракции электро'Рис. 34. Дифрактометрнов, осуществляемый с применением электронного микроскопа,работающего в специальном режиме. В комбинации с микрозондовым анализом микродифракция доставляет ценнейшую информацию о кристаллической структуре и составе мельчайших минеральных частиц микронногомасштаба, что требует, однако, приготовления весьма тонких препаратов.Резонансные методы исследования состава и структуры минераловвесьма многочисленны, они включают различные виды спектроскопиивещества, среди которых особая роль в минералогии принадлежит инфракрасной спектроскопии (ИКС), оптической спектроскопии в видимойобласти, а также спектроскопии электронного парамагнитного резонанса(ЭПР), ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и Мессбауэровской спектроскопии (ЯГР).Инфракрасная спектроскопия позволяет идентифицировать минералы по эталонным спектрам, кроме того, данный метод позволяет получать ценную информацию о структурном состоянии вещества — координации атомов и геометрии атомных группировок, о совершенствекристаллического строения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
