Минералогия
Понятие о минерале и методах исследования минералов
Минералогия — наука о минералах. Этот термин, как отмечалось ранее, происходит от старинного латинского слова «минера» — рудный штуф, кусок руды. Появление этого слова относится к глубокой древности и связано с развитием горного промысла.
Минералом называется простое вещество или химическое соединение, возникающие в результате природных процессов или искусственно получаемые в лабораториях.
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, оксид серы и диоксид углерода). Здесь будут рассмотрены только твердые минералы.
Твердые минералы по своему строению бывают двух видов — кристаллические и аморфные. Кристаллические минералы преобладают в природе (98%). Кроме того, наблюдаются и скрытокристаллические минералы, кристаллическая структура которых устанавливается, например, при их микроскопическом исследовании.
Плутония. Часть 1 из 2. Владимир Афанасьевич Обручев. Полная версия.
Большинство минералов, которые будут рассмотрены ниже, — это минералы кристаллического строения.
Минералогия принадлежит к числу геологических наук, изучающих минеральный состав Земли и других космических тел. Для диагностики различных минералов минералогия использует ряд методов, позволяющих всесторонне изучить физические и химические свойства исследуемого вещества, определить состав и вывести формулу неизвестного минерала.
Большинство методик по определению минералов требует применения точных приборов, сложного оборудования и нередко специальных лабораторий. В данном пособии, учитывая его специфику, даются только общие и краткие сведения о наиболее распространенных методах исследования и определения минералов и более подробно описывается доступный способ определения — метод определения минералов по внешним признакам. Детальные методы исследования минералов описываются в специальных руководствах. Для определения минералов используются следующие методы.
Макроскопический метод (определение минералов по внешним признакам) — 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 (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 мкм. Под микроскопом определяется ряд оптических свойств минералов в шлифах и при помощи специальных иммерсионных жидкостей (иммерсионный метод).
Свойства минералов ЛЕКЦИЯ № 5 ЧАСТЬ 1 Как научиться определять камни
Метод определения оптических констант минералов с помощью поляризационного микроскопа достиг большого совершенства после изобретения Е.С. Федоровым универсального теодолитного столика, называемого теперь федоровским. Для исследования минералов данный столик устанавливается на микроскопе.
Непрозрачные минералы изучаются с помощью специального микроскопа в отраженном свете с особым приспособлением — осветителем, называемым опак-иллюминатором. Здесь объектом изучения служит непрозрачный шлиф, или аншлиф. Лншлиф (полированный шлиф) представляет собой кусок руды или минерала с зеркальной плоскостью, получаемой в результате шлифовки и последующей полировки. К объектам, изучаемым с помощью такого микроскопа, относятся непрозрачные минералы, слагающие различные рудные полезные ископаемые или входящие в виде включений в почвообразующие горные породы и почвы (пирит, галенит, халькопирит и др.).
Для определения минералов пользуются также бинокулярной лупой или стереоскопическим микроскопом (МБС-1, МБС-2 и др.), позволяющими исследовать рассматриваемые объекты как в проходящем, так и в отраженном свете.
Объектами исследования могут быть шлихи — концентраты из тяжелых минералов, получаемые в процессе промывки рыхлых аллювиальных, делювиальных и других отложений, а также «искусственные шлихи», образующиеся после промывки измельченных в порошок горных пород и руд. С помощью стереоскопического микроскопа или бинокулярной лупы можно проводить минералогические исследования образцов почв, предварительно разделенных на ряд фракций, различающихся величиной зерен.
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 используется поток ускоренных электронов. Наибольшая разрешающая способность, достигнутая на отдельных современных электронных микроскопах, составляет величину в 0,4—0,5 нм, что соответствует увеличению порядка 1 млн. Обычно достигается увеличение порядка 200 тыс., что соответствует разрешающей способности около 1 нм.
В минералогии электронный микроскоп используется для изучения формы, особенностей строения и структуры тонкодисперсных 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 др., 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 термогравиметрическим анализами, электронографией и химическим анализом.
Рентгеноструктурный анализ применяется для исследования и определения минералов в рентгеновском излучении. С помощью рентгеновского излучения 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 используется для исследования тонкодисперсных коллоидных масс и тончайших пленок минералов толщиной в несколько нанометров. Метод основан на способности электронов, проникающих в вещество, определенным образом рассеиваться при встрече с закономерно расположенными атомами. В отличие от рентгеновского излучения, способного проходить в глубь кристаллического вещества, пучок электронов проникает на глубину до 0,01 мкм (0,00001 мм). В результате исследования полученных электронограмм проводится определение вещества.
Термический анализ, введенный Н.С. 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 термогравиметрический анализ (ТГ) — получение кривых изменения массы. 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, электронно-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 из-за своей точности и быстроты 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 мкм) используются спектральные установки, снабженные лазерами.
Кристаллохимический анализ, разработанный Е.С. 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 под бинокуляром чистого минерала, освобожденного от примесей. 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 массовой доле (%). 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 вещества земной коры, с которыми можно ознакомиться в специальных руководствах.
Источник: studref.com
Наука занимающаяся изучением камней и их свойства
Бесплатные экскурсии в музей Пиявки!
Международный Центр Медицинской Пиявки приглашает посетить музей и узнать о пользе и вреде пиявок, их выращивании, гирудотерапии, лечебной косметике и многом другом. Подробнее >>>
АгроБиоФерма «Велегож» в Подмосковье приглашает!
Принимаются организованные группы школьников и родители с детьми (от 12 до 24 чел.) по учебно-познавательной программе «Введение в природопользование» Подробнее >>>
Зимние учеты птиц России!
Приглашаем биологические кружки, профессиональных орнитологов и просто любителей птиц принять участие в программах зимних учетов птиц «Parus» и «Евроазиатские Рождественские учеты» в зимний сезон 2020-2021 годов. Подробнее >>>
Биологический кружок ВООП приглашает!
Биологический кружок при Государственном Дарвиновском музее г.Москвы (м.Академическая) приглашает школьников 5-10 классов на занятия в музее, экскурсии по вечерам, учебные выезды в природу по выходным и дальние полевые экспедиции в каникулы! Подробнее >>>
Соревнования по полевой ботанике «ВЕСЕННЯЯ ФЛОРА» пройдут в мае-июне 2020 года в онлайн-формате (определение растений по фотографиям). К участию в соревновании приглашаются школьники и взрослые любители природы, проживающие в средней полосе Европейской части России. Подробнее >>>
Международные дни наблюдений за птицами!
Союз охраны птиц России приглашает российских любителей птиц принять участие в акции и загрузить результаты своих наблюдений на www.biodat.ru Подробнее >>>
Здесь может быть бесплатно размещено Ваше объявление о проводимом Всероссийском конкурсе, Слёте, Олимпиаде, любом другом важном мероприятии, связанном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. Подробнее >>>
Мы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. Подробнее >>>
| [ sp ] : ml об : |
Минералы и горные породы России и СССР
Минералогия как наука
Минералогия — наука о минералах — древнейшая и наиболее фундаментальная из наук геологического цикла. Хотя сам термин «минералогия» появился только в XVII веке (введен итальянским натуралистом Бернардом Цезием в 1636 году), накопление сведений о минералах началось еще в античную эпоху, в Древней Греции и в Древнем Риме.
Минералогия была единственной наукой о Земле на протяжении всего Средневековья, Возрождения и Нового времени — вплоть до XVIII века, когда от нее одна за другой стали отделяться и складываться в самостоятельные научные дисциплины: геология (геогнозия) и кристаллография — в XVIII в., петрография — в середине XIX в, учение о полезных ископаемых, геохимия и металлогения — в конце XIX — начале XX вв., учение о каустобиолитах (ископаемых углях, нефти и др.) — в первой половине XX в., кристаллохимия — в середине XX в.
Минералогия тесно связана в своем развитии с физикой и химией твердого тела, а также с физической химией; внедрение в минералогию методов исследования и теоретических концепций этих наук началось еще в конце XVIII — первой половине XIX веков, ускорилось в конце XIX — начале XX вв., но особенно интенсивный размах приобрело во второй его половине, начиная с 50-60-х годов.
На протяжении всей своей истории минералогия теснейшим образом связана и взаимодействует также с кристаллографией, кристаллохимией, геохимией, учением о месторождениях полезных ископаемых (в частности, о рудных месторождениях), петрографией и петрологией.
Минералогия изучает минеральные индивиды и агрегаты, парагенезисы и ассоциации минералов, занимается разработкой их классификации и принципов выделения минеральных видов.
В представлении многих людей минералогия слывет весьма сухой и скучной, «занудной» дисциплиной. Но, право же, такое мнение о ней несправедливо!
Действительно, минералогия требует от своих адептов чрезвычайной скрупулезности и даже педантичности в описаниях минералов, большой точности в наблюдениях над их взаимоотношениями с другими, входящими вместе с ними в одну минеральную ассоциацию. Однако посудите сами — может ли на самом деле быть скучной наука, занимающаяся изучением таких красивых, изящных и оригинальных творений природы, какими очень часто, если не в большинстве своем, предстают нашему взору минералы?
Проводить минералогические исследования, отыскивать, обрабатывать и коллекционировать образцы минералов, пытаться расшифровать их происхождение и дальнейшую историю жизни, изучать типоморфизм минералов — одно из самых увлекательных занятий, которые только могут выпасть на долю человека, любящего Природу и ее мастерские создания, в том числе и камни. Недаром же столько появляется любителей и коллекционеров минералов среди представителей многочисленных других профессий, очень далеких от минералогии. И не случайно такие разные люди, как титан эпохи Возрождения Леонардо да Винчи, великий немецкий поэт И.В.Гёте, первый президент Императорской Академии наук в Петербурге княгиня Е.Р.Дашкова, российские императоры Петр I и Павел I, чешский король и император «Священной Римской империи» Рудольф II и ряд других деятелей истории и культуры страстно любили минералогию и уделяли ей много внимания.
Пройдя многовековой путь исторического развития, современная минералогия как бы обрела второе дыхание, переживает вторую молодость, что связано с внедрением в минералогические исследования новейших физических методов и аппаратуры. Пожалуй, ни одна из других фундаментальных наук геологического цикла в такой мере не испытала на себе революционизирующего воздействия научно-технического прогресса.
Развитие минералогии на протяжении всей ее истории стимулировалось потребностями горнодобывающей промышленности и металлургии, а также, конечно, постоянным интересом людей к драгоценным камням и предпринимавшийся, начиная с античной эпохи, попытками использовать минералы в медицине. В настоящее время минералогия достигла в своем развитии такого уровня, который выводит ее из стен минералогических музеев и кабинетов на широкий простор практического использования.
Современная минералогия может быть подразделена на общую и прикладную.
Общая минералогия включает и себя описательную, региональную, топоминералогию, а также теоретические разделы, обычно рассматриваемые в рамках генетической минералогии (онтогения и типоморфизм минералов, физико-химическая и экспериментальная минералогия, минералогическая термобарогеохимия по включениям в минералах, изотопия химических элементов и минералах, топогенез и учение о различных типах минеральной зональности), биоминералогию и минералогию космических тел (Луны, планет, метеоритов).
В свою очередь, прикладная минералогия включает 6 разделов, среди которых ведущую роль играют технологическая минералогия (обслуживающая технологию переработки минерального сырья — процессы обогащения руд и передела рудных концентратов), поисковая минералогия (разрабатывающая минералогические поисково-оценочные критерии и методы поисков полезных ископаемых) и минералогия новых видов минерального сырья, тесно смыкающаяся с минералогическим материаловедением и занимающаяся выявлением полезных свойств минералов, изучением их распространенности и вовлечением новых минералов в сферу промышленного использования.
В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира — фотографии природы Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Новой Зеландии и Антарктики.
В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром «Экосистема» печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц «Грибы, растения и животные России», компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов «Как организовать полевой экологический практикум»), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.
Источник: ecosystema.ru
1.Основные задачи минералогии. Связь минералогии с другими научными дисциплинами
Минералогия – наука о природных химических соединениях — минералах.
Минералогия изучает состав, свойства, структуры и условия образования минералов. Главные задачи: разработка научной классификации минералов, выявление связей между вариациями их состава, строения, свойств и условиями образования и нахождения в природе; создание научных основ для поисков и оценки месторождений минерального сырья, совершенствования технологии его переработки, вовлечения новых видов минерального сырья в промышленное использование; разработка методов искусственного выращивания и облагораживания кристаллов ценных минералов. = изучение состава их свойств минералов, выявление природных условий их образования, исследование минералов как формы концентрации одних и рассеяния других хим. Элементов, вскрытие механизма зарождения, роста и разрушения индивида минерала.
Минералогия оказала огромное влияние на развитие других естественных наук. Химия развивалась на основе изучения химических свойств различных минералов и руд; на минералах отрабатывались методы аналитической химии, большинство химических элементов было обнаружено при изучении химического состава минералов.
Многие физические свойства и явления первоначально были открыты на природных кристаллах. С них же началось развитие представлений о строении кристаллического вещества. Именно в недрах минералогии зародились и в дальнейшем получили самостоятельное развитие кристаллография, кристаллохимия, петрография, геохимия, учение о полезных ископаемых и др. + биология, медицина, …
2. Определение понятий «минерал». «минеральный вид». Классификация минералов.
Минерал – твёрдое неорганическое кристаллическое соединение (им. крист структуру) природного происхождения. Минеральный вид — это совокупность минералов данного химического состава с данной кристаллической структурой. Изучением минералов как минеральных видов занимается раздел минералогии, называемый «филогения минералов».
Количество известных в настоящее время минералов превышает 2000. Их можно группировать по разным признакам. В основе принятой в настоящее время классификации минералов лежат химический состав и структура. Большое внимание уделяется также генезису (греч. «генезис» — происхождение), что позволяет познавать закономерности распространения минералов в земной коре.
Роль различных минералов в строении последней неодинакова: одни встречаются редко и представляют собой лишь незначительные и необязательные включения в горные породы; другие слагают основную массу пород, определяя их свойства; третьи, образующие локальные скопления или рассеянные в породах, представляют интерес как полезные ископаемые. Ниже рассматриваются лишь наиболее широко распространенные минералы, принадлежащие к классам самородных элементов, сульфидов, галоидных соединений, оксидов и гидроксидов, карбонатов, сульфатов, фосфатов и силикатов.
Источник: studfile.net
Литотерпия — наука о камнях
«Когда-то, в начале времен, существовало первичное каменное небо, как защита и охрана мира. Во время вторжения зла на землю небо было расколото и защита разрушена, а мелкие осколки просыпались на землю в виде самоцветов.
Таким образом, все минералы являются хранителями той небесной тверди, а каждый камень, являясь осколком изначального неба, представляет собой определенную систему защиты для человека и является потенциальным хранителем силы.»
Камень, при контакте с человеком, влияет не только на его физическое, но и на его тонкие тела, клетки и ткани, и, таким образом, между камнем и человеком происходит энергетический и информационный взаимообмен. Каждый камень обладает определенной частотой вибрации и может входить либо в резонанс, либо в диссонанс с телом человека, т.е. какие-то камни могут исцелять нас, а какие-то могут отрицательно воздействовать на человека.
Камни могут «снимать» негативную энергию с человека, «брать на себя» проблемы и болезни человека, поэтому при приобретении камня его необходимо энергетически «почистить» и «перезарядить на себя», т.е. «познакомиться» с камнем, войти с ним в контакт, сделать его своим «другом», «помощником», «целителем».
Камни притягивали людей с глубокой древности. И дело не только в их красоте и зага-дочном мерцании, но в том, что издавна было замечено магическое действие, которое они ока-зывали на людей. Существует множество мифов, легенд, сказаний, вера в которые была на-столько велика, что их бережно передавали из уст в уста и сохранили вплоть до наших дней
Также из рода в род передавались камни, являющиеся семейной реликвией, и практически с каждым из них была связана какая-то необыкновенная история. Некоторые камни считались роковыми, оказывая поистине трагическое действие на своих обладателей. Но были и совершенно иные камни, которые помогали своим владельцам обрести удачу, благополучие и поправить здоровье.
В настоящее время интерес к драгоценным и полудрагоценным камням вновь стал «пробуждаться». И несмотря на то, что за древностью лет мы подзабыли и частично растеряли знания, которые были неоценимым наследством наших предков, все же информация о камнях не исчезла без следа. Ее собирают по крупицам, изучают воздействие камней на своем личном опыте, на результатах, полученных от лечения пациентов литотерапевты, и с каждым годом все больше и больше людей начинают интересоваться и углубляться в этот волшебный, магический мир кристаллов и минералов.
На семинарах по литотерапии, вы узнаете о свойствах драгоценных и полудрагоценных камней и как использовать их для лечения различных недугов – физических, душевных и психических, а также о камнях талисманах, оберегах и многие другие темы о том, как найти своего истинного друга в мире камней – минералов и кристаллов.
Правильно выбранный камень способен изменить жизнь своего владельца, способствовать развитию в нем лучших качеств, способностей, талантов. Но для этого нужно знать, как не ошибиться в выборе именно своего талисмана или оберега. Я не только открою новый для вас мир камней, но и поделюсь с вами рецептами, которые использовались на протяжении многих веков, и о которых сегодня, современные ученые, заговорили в открытую, как о новом шаге в альтернативной медицине и целительстве. И этот древний метод целительства получил название– литотерапия.
Целительную силу камней сможет испытать на себе практически каждый, кто начнет грамотно входить с ними в контакт, кто станет слышать и понимать их язык…
Источник: www.sunhome.ru