Контрольная работа по дисциплине "Минерология"

                                         Содержание

Введение……………………………………………………………………………...3

1. Ромбододекаэдр. Элементы симметрий. Сингония. Минералы кристаллизующиеся в данной сингонии…………………………………………...4
2. Пьезоэлектричество. Кристаллы минералов обладающих данными свойствами. Область применения…………………………………………………..5
3. Главные минералы являющиеся рудой на ртуть и сурьму. Месторождения…7
4. Осадочные породы карбонатного и сульфатного состава…………………….12
5. Контактово-метасоматические месторождения, минеральный состав. Месторождения этого типа в Казахстане…………………………………………16
6. Условия выветривания медноколчеданных месторождений…………………20
7. Геологическая характеристика Джетыгаринского месторождения асбеста…23

Заключение………………………………………………………………………….26

Список использованной литературы……………………………………………...28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

    Минералогия - наука о природных химических соединениях - минералах, их составе, свойствах, особенностях и закономерностях физического строения (структуры), а также об условиях образования и изменения в природе. Главная задача минералогий - создание научных основ для поисков и оценки месторождений полезных ископаемых, их обогащения для практического использования в народном хозяйстве.

    Минералогия - одна из старейших геологических наук, по мере развития которой от неё отделяются и вырастают новые самостоятельные науки. Так, в 19 в. от минералогий отделились кристаллография и петрография, в начале 20 в. - учение о полезных ископаемых, геохимия, а затем - кристаллохимия. Минералогия наиболее широко использует законы и методы современной физики и химии, во многих отношениях она находится на стыке наук геологических и физико-химических циклов. Круг вопросов, охватываемых минералогией, сложность и разнообразие минералов, а также методов их изучения, всё расширяющаяся сфера исследований, потребности практики геологоразведочных работ и народного хозяйства исторически определили возникновение в минералогий различных направлений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Ромбододекаэдр. Элементы симметрий. Сингония. Минералы кристаллизующиеся в данной сингонии.

   

                              Рис.1.1                                                   Рис.1.2            

    Из рисунка 1.1 получили  фигуру «Ромбододекаэдра»(рис.1.2).

    Ромбододекаэдр (от греч. δώδεκα — двенадцать и εδρον — грань) - двенадцатигранник, составленный из одинаковых ромбов. У ромбододекаэдра 14 вершин, 6 из которых являются вершинами меньших углов 4 ромбов, а 8 — вершинами 3 ромбов при их больших углах.

    Категория высшая. Сингония кубическая; 3L44L36L29PC.

Кубическая сингония. В этой сингонии кристаллизуются наиболее симметричные кристаллы. В кубической сингонии присутствует более одной оси симметрии выше второго порядка, т. е. L3 или L4. Кристаллы кубической сингонии обязательно должны иметь четыре оси третьего порядка (4L3) и, кроме того, либо три взаимно перпендикулярные оси четвертого порядка (3L4), либо три оси второго порядка (3L2).

    Максимальное  количество элементов симметрии  в кубической сингонии может  быть выражено формулой 3L4 4L36L29PC. Кристаллы кубической сингонии встречаются в виде куба октаэдра, тетраэдра, ромбододекаэдра, пентагон-додекаэдра и др.

    Все три оси  имеют равную длину и расположены  перпендикулярно друг к другу. Данная сингония имеет максимальный  уровень симметрии. Пример минералов с такой сингонией: галенит, галит, серебро, золото, флюорит, пирит, гранат, шпинель, магнетит, медь.

 

 

 

 

2.Пьезоэлектричество. Кристаллы минералов обладающих данными свойствами. Область применения

    Пьезоэлектричество — способность вещества при изменении формы продуцировать электрическую силу. Пьезоэлектрики — кристаллы, обладающие свойством при сжатии продуцировать электрический заряд (прямой пьезоэффект) и обратным свойством под действием электрического напряжения изменять форму: сжиматься/расширяться, скручиваться, сгибаться (обратный пьезоэффект). Пьезоэлектричество открыто братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг на кристалле кварца. В дальнейшем пьезоэлектрические свойства были обнаружены более чем у 1500 веществ, из которых широко используются сегнетова соль, титанат бария и др.

    Пьезоэлектрические свойства кристаллов связаны с их структурой. Ими обладают все пироэлектрики (спонтанно поляризованные диэлектрики). При механической деформации пироэлектрика меняется величина его спонтанной поляризации, что и наблюдается как прямой пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрические эффекты наблюдаются также в некоторых непироэлектриках (например, у кварца). Справедливо общее утверждение: кристаллы, обладающие центром симметрии, не могут быть пьезоэлектриками. Это объясняется тем, что при деформации кристалла центр симметрии сохраняется, а при наличии центра симметрии не может быть поляризации. Наличие других элементов симметрии (оси, плоскости симметрии) может "запрещать" появление поляризации в определённых направлениях или при некоторых определённых деформациях.

    Количественными характеристиками пироэлектрика в данном кристалле является совокупность пьезоконстант и пьезомодулей — коэффициент пропорциональности между электрическими величинами (напряжённость электрического поля Е, поляризация P) и механическими величинами (механические напряжения σ, относительные деформации u).

    Некоторые минералы горных пород обладают пьезоэлектрическим свойством за счёт того, что электрические оси этих минералов расположены не хаотично, а ориентированы преимущественно в одном направлении, поэтому одноименные концы электрических осей («плюсы» или «минусы») группируются вместе. Это научное открытие было сделано в Институте физики Земли российскими учёными М. П. Волоровичем и Э. И. Пархоменко и занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 57 с приоритетом от 1954 г. На основе этого открытия разработан пьезоэлектрический метод геологической разведки кварцевых, пегматитовых и хрусталеносных жил, которым сопутствуют золото, вольфрам, олово, флюорит и другие полезные ископаемые.

    Пьезоэлектрические свойства кристаллов широко используются в технике, в частности при создании кварцевых резонаторов для контроля частоты в часах, в качестве генератора ультразвуковых колебаний, в подводной связи и радиолокации, для измерений давления в стволах орудий и цилиндрах двигателей.

    Наибольшее практическое значение среди минералов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, имеют совершенные кристаллы кварца, горного хрусталя и мориона. Ввиду дефицита природного пьезокварца используют синтетический кварц.

     В Индии и Шри-Ланке уже много столетий известно, что если турмалин нагревать над тлеющими углями, то пепел поначалу притягивается к нему, а затем снова опадает. Это явление, связанное с поверхностными электрическими зарядами, называется пироэлектричеством. Это явление тесно связано с пьезоэлектричеством. Когда кристаллы при нагревании (охлаждении) расширяются (сжимаются), они оказываются в деформированном состоянии, и поэтому разделить пиро- или пьезоэлектричество бывает очень сложно.

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Главные минералы являющиеся рудой на ртуть и сурьму. Месторождения

    Ртутные руды - природные минеральные образования, содержащие ртуть в таких концентрациях и соединениях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Главный рудный минерал - Киноварь (содержание Hg 86,2%), второстепенные - метациннабарит, самородная ртуть, ливингстонит, кордероит, макдермитит, ртутьсодержащие сульфосоли меди, сурьмы, мышьяка и сфалерит. По качеству ртутные руды делятся на очень богатые, или штуфные (5-10% и более Hg), богатые (ок. 1 %), рядовые (0,2-0,3%), бедные (0,06-0,12%), убогие (0,02-0,06%) и ртутьсодержащие (0,01-0,00001%). По технологическим свойствам они подразделяются на монометалльные, комплексные и ртутьсодержащие.   Монометалльные ртутные руды сложены обычно киноварью; в более редких случаях метациннабаритом, самородной ртутью, кордероитом и макдермититом в ассоциации с кварцем и др. модификациями кремнезёма, карбонатами и иногда также с глинистыми минералами и флюоритом. Ртуть из таких руд извлекается пирометаллургическим способом путём прямой возгонки в ретортных, шахтных и вращающихся печах, а также в печах кипящего слоя. Обогащение применяется очень редко. Комплексные ртутные руды подвергаются обязательному предварительному обогащению с целью получения комплексного (киноварно-антимонитового, ливингстонитового, тетраэдритового, золото- киноварного) или селективного (киноварного наряду с антимонитовым, флюоритовым, баритовым) концентратов, из которых  затем в ходе пиро- или гидрометаллургического передела извлекается металлическая ртуть. Содержание ртути в комплексных рудах редко превышает 0,1%. Это обусловливает экономическую целесообразность их переработки лишь при условии одновременного извлечения нескольких полезных компонентов: ртути и сурьмы (в печах кипящего слоя с последующим улавливанием ртути и сурьмы), ртути и вольфрама, ртути и меди и др. Сульфидные ртутьсодержащие руды (гл. обр. полиметаллические) подвергаются предварительному обогащению. При плавке полученного концентрата ртуть извлекается попутно (из отходящих газов и пылей). Себестоимость попутной ртути обычно ниже оптовой её цены. При этом достигается и экологический эффект - охрана окружающей среды от заражения парами ртути и токсичными её соединениями. Ртуть может извлекаться попутно из каменного угля, нефти, газа и флюсового сырья. Морфология рудных тел сложная: выделяются пластообразные и контактовые залежи, жилы, гнёзда и штокверки. Их объём от первых м3 до многих сотен тыс. м3. В генетическом отношении ртутные месторождения подразделяются на плутоногенный (или собственно гидротермальный), телетермальный и вулканогенный классы. Ртутные руды образуются обычно при участии низкотемпературных (250-100°С), слабоконцентрированных (3-5 г/л) гидротермальных растворов (плутоногенные и гидротермальные месторождения), реже при участии перегретых газово-жидких эманаций, насыщенных парами ртути (вулканогенные месторождения). Отмечаются случаи современного отложения киновари из вод ныне действующих термальных источников (шт. Невада в США, Новая Зеландия, Камчатка). Выделяется ряд геологический -промышленных типов ртутных месторождений, характеризующихся общностью состава рудовмещающих гидротермально изменённых пород и сходными условиями формирования. Плутоногенные месторожднния представлены обычно комплексными полиметаллическими, редкометалльными и золото-серебряными ртутьсодержащими рудами. В зависимости от состава вмещающих пород они относятся к кварц-хлорит-серицитовому (месторождения Воси в КНР, Гюмюшлёр и Дудаш в Турции) или кварц-карбонатному (месторождения Тагит, Джебель-Аджа в Северной Африке, Гордрам в Ирландии) типам. Телетермальные месторождения отличаются простотой состава: они обычно сложены моно- или биметалльными ртутными рудами. В этом классе выделяются кварц-диккитовый (месторождения Никитовское в Россий, Альмаден в Испании), джаспероидный(месторождения Хайдарканское в Узбекистане) , карбонатный (месторождения Ваньшань в КНР), лиственитовый (месторождения Нью-Идрия и Нью-Альмаден в США) геологический –промышленные типы типы. Вулканогенные месторождения включают карбонатно-полиаргиллитовый (месторождения Монте-Амиата в Италии, Исмаил в Алжире), алунит-опалитовый (месторожденния Опалит в США) и травертиновый (месторождения Терлингуа, Салфур-Банк в США) типы. Добыча Ртутных руд осуществляется в основном подземным способом шахтами и в меньших объёмах карьерами. Глубина разработки на некоторых месторождениях достигает 800 м и более, хотя основная масса ртутных руд относится к близповерхностным, неглубокозалетающим образованиям.

   Сурьмяные руды (а. antimony ores; и. Antimonerze; ф. minerais d'antimoine; и. minerales de antimonio) — природные минеральные образования, содержащие сурьму в таких соединениях и концентрациях, при которых технически возможно и экономически целесообразно их промышленное использование. Главный и иногда единственный минерал сурьмяных руд — антимонит (Sb2S3) содержит до 71,4% сурьмы. Иногда сурьмяные руды представлены сложными сульфидами ртути, свинца, железа (бертьерит, джемсонит, тетраэдрит, шватцит, ливингстонит и др.), оксидными (сенармонтит, сервантит, стибиконит и др.) и оксихлоридными (надорит и др.) соединениями сурьмы.

    В генетическом отношении основная масса промышленных месторождений сурьмяных руд относится к гидротермальной группе плутоногенного (преобладают комплексные и сурьмосодержащие полисульфидные руды), телетермального (с монометалльными антимонитовыми рудами) и вулканогенного (с оксидными и оксихлоридными рудами) классов. По структурно-морфологическому признаку главное промышленное значение имеют телетермальные месторождения следующих типов: согласные джаспероидно-антимонитовые залежи в известняках под сланцевым экраном; жильные кварц-антимонитовые месторождения в терригенных породах различного возраста. Среди сурьмяных руд выделяют собственно сурьмяные (монометалльные), комплексные и сурьмосодержащие.

    Собственно сурьмяные руды имеют главное промышленное значение. По содержанию металла они делятся на очень богатые, или штуфные (20-30 и до 50%), богатые (6-12%), рядовые (2-6%), бедные (1-2%) и убогие (до 1%). Переработка их с целью получения металлической сурьмы почти всегда требует предварительного гравитационно-флотационного обогащения. По составу эти руды подразделяются на сульфидные (не менее 70% всей массы руды представлено антимонитом), сульфидно-оксидные (30-50% сурьмы в оксидной и гидроксидной форме) и оксидные (содержание металла в оксидных соединениях более 50%). Очень богатые руды не требуют предварительного обогащения; из них получают штуфной (50-55%) селективный концентрат, идущий непосредственно в плавку. Руды, содержащие 8-12% сурьмы и менее, подвергаются обогащению. Для руд со скоплениями богатых антимонитовых гнёзд применяют селективную выемку при добыче или последующую рудоразборку, в результате которой получают штуфной концентрат, являющийся либо непосредственным товарным продуктом, либо источником получения Sb2S3 (крудума) и сырьём для выплавки черновой металлической сурьмы. Ведутся исследования по разработке методов прямого возгона сурьмы из бедных руд, что позволило бы вовлечь в переработку бедные и оксидные руды, а также хвосты обогащения.

    Среди комплексных сурьмяных руд различают: ртутно-сурьмяные (месторождения Уицуко в Мексике), сурьмяно-ртутно-мышьяково-флюоритовые (Хайдарканское), сурьмяно-полиметаллические, иногда с вольфрамом (Саншайн в США), золото-сурьмяные (Гравелот в ЮАР), сурьмяно-вольфрамовые (Воси в KHP). В зависимости от состава и технологической схемы переработки среди них выделяют т.н. моно- и полиминеральные руды. В первых рудный минерал представлен комплексным соединением, содержащим два и более полезных компонента, например ливингстонитом (месторождение Уицуко), шватцитом (месторождение Тепарское), джемсонитом. В полиминеральных рудах сурьма образует самостоятельные минеральные формы (антимонит, блёклые руды), ассоциирующие с минералами вольфрама, киноварью, флюоритом, минералами золота, серебра и др. При обогащении таких руд наряду с коллективным полисульфидным концентратом может быть получен селективно сурьмяный концентрат. Поэтому практический интерес комплексные руды представляют и при значительно более низких содержаниях сурьмы, чем это устанавливается кондициями для полиметалльных руд. Из этих руд получают сырьё низшего качества, т.к. при переделе трудно избавиться от вредных примесей.

    Сурьмосодержащие руды (месторождение Брокен-Хилл в Австралии, Текелийское) подразделяются на 2 подтипа: в одном минералы сурьмы (в основном антимонит) образуют изолированные небольшие гнёзда богатых руд, которые извлекаются селективно с получением штуфного концентрата; к другому подтипу относятся полиметаллические руды с примесью сурьмы, изоморфно входящей в кристаллическую решётку других минералов (например, галенита) или образующей мельчайшую вкрапленность самостоятельных минералов типа блёклых руд, не поддающихся селективному извлечению при флотации (сурьма из них извлекается уже на стадии металлургического передела в виде сурьмянистого свинца).

   Добыча сурьмяных руд осуществляется в основном подземным, реже открытым способами. Глубина отработки на некоторых месторождениях более 1000 м (Гравелот, Саншайн). Для сурьмяных месторождений характерны неравномерное распределение оруденения, сложная морфология рудных тел, зачастую не имеющих чётких геологических границ, тектонические нарушенность, слабая устойчивость вмещающих пород. Всё это затрудняет добычу и обусловливает значительные потери металла (до 20%).

    Роль отдельных промышленных типов сурьмяных месторождений в мировой добыче существенно изменяется во времени: в 1880 практически всю добычу обеспечивали жильные месторождения кварц-антимонитового типа (Франция, Германия), однако к концу 19 в. их доля снизилась до 15-20%, а основная часть металла добывалась из руд месторождений пластового джаспероидно-антимонитового типа (месторождение Сигуань-шань). Затем заметную роль в мировой добыче (до 10%) играли руды экзогенных, россыпных (месторождения Южного Китая), а также молодых вулканогенных месторождений, представленные оксидными и оксихлоридными соединениями (месторождения Алжира). В 1980-е гг. до 40% ежегодной мировой добычи в капиталистических и развивающихся странах обеспечивали жильные месторождения золотосурьмяной формации (ЮАР, Боливия и др.). Кроме того, в виде сурьмянистого свинца на мировой рынок ежегодно поступает ещё до 5% попутно получаемого металла.

    Заводы по выплавке сурьмы расположены в основном в промышленно развитых капиталистических странах, не располагающих собственной сырьевой базой (США, Великобритания, Япония, Германия и др.). При выплавке металлической сурьмы и производстве её оксидных соединений в значительных масштабах используется, кроме концентратов, также вторичное сырьё (от 40 до 60% общего количества ежегодно потребляемой продукции). В общем балансе потребления сурьмы всё более возрастает роль оксидных соединений, идущих на производство огнестойких покрытий и пропиток; увеличивается потребление сверхчистой сурьмы. Поставщиками концентратов на мировой рынок являются Боливия, ЮАР, Мексика, Турция, Марокко и др.