Содержание учебной дисциплины

Основные формы состояния вещества в земной коре: твердая, жидкая и газообразная. Твердое кристаллическое состояние как наиболее разнообразное и доминирующее в земной коре. Основные понятия о кристаллах и кристаллической решетке. Важнейшие элементы симметрии кристаллов: оси, плоскости симметрии, центр инверсии. Виды симметрии и сингонии. Понятия типов химической связи в кристаллических решетках, явлениях изоморфизма и полиморфизма.

Лабораторные занятия с моделями кристаллов и кристаллических решеток. Письменная работа.

2.ОСНОВЫ МИНЕРАЛОГИИ

2.1. Определение содержания минералогии. Понятие об объекте минералогии – минерале. Понятие о минеральном виде и минеральном индивиде. Место минералогии среди других геологических наук и отношение ее к другим наукам. Краткая история развития минералогии в России.

2.2. Цели изадачи современной минералогии. Значение минералогии для поисково-разведочного дела, разработки методов промышленного использования минералов и выявления новых видов минерального сырья. Основные направления современной минералогии.

2.3. Химический состав минералов. Общие закономерности в химическом составе минералов. Формулы минералов. Физические смеси, коллоидные системы. Виды и типы изоморфизма. Твердые растворы и изоморфизм. Распад твердых растворов. Полиморфизм. Метамиктное состояние минералов.

Лабораторное занятие: экскурсия в минералогический музей кафедры.

2.4. основные физические свойства минералов: цвет, блеск, твердость, цвет черты, излом, спайность, удельный вес магнитность,оптические свойства и др. Зависимость свойств минералов от химического состава, кристаллической структуры и условий образования их в природе. Практическое использование физических свойств минералов.

2.5. Морфология минералов и минеральных агрегатов. Форма и облик отдельных кристаллов: двойники, скрытокристаллические формы, натеки, жеоды, конкреции и др. Размеры минеральных индивидов. Онтогения минералов: зарождение, рост, изменение минералов и их агрегатов. Значение морфологии минералов и их агрегатов для восстановления их генезиса.

Лабораторное занятие: морфология минералов и агрегатов. Работа с генетической коллекцией минералов.

2.6. Происхождение и изменение минералов. Понятие о процессах минералообразования: магматогенном (кристаллизация из магматического расплава), постмагматическом (отложение из надкритических флюидов и гидротермальных растворов), гипергенном (при выветривании силикатов, окислении сульфидов,образовании химических осадков и биолитов). Метаморфическое процессы минералообразования. Явление метасоматоза. Псевдоморфозы. Значение псевдоморфоз для познания генезиса минеральных образований. Учение о парагенезисах и минеральных ассоциациях, типоморфизме, генерациях минералов.

2.7.Главнейшие методы минералогического исследования: методы диагностики минералов (макроскопия, микроскопия в отраженном и проходящем свете и др.). Методыизучения химического состава и кристаллической структуры минералов. Термический анализ, электронная микроскопия, лазерный микроанализ). Синтез минералов.

2.8.Принципы современной классификации минералов.

Лабораторное занятие: ознакомление с методами изучения минералов. Сдача зачета по коллекциям минералов (класс галоидов и самородных).

3.СИСТЕМАТИКА И ОПИСАНИЕ МИНЕРАЛОВ

3.1. Химическая, генетическая, геохимическая кристаллохимическая и смешанные классификации.

В общих характеристиках классов приводятся сведения о распространенности минеральных видов в земной коре, данные о химическом составе и структуре, лежащие в основе подразделений внутри класса, сопоставление особенностей состава и структуры с морфологией и физическими свойствами минералов, краткие характеристики минералов,, их происхождение и практическое применение.

Лабораторное занятие: Работа с коллекциямиинералов (окислы, сульфиды).

3.3.Сульфиды и их аналоги. Простые и сложные сульфиды. Особенности состава и структуры. Главные катионы. Изоморфные замещения. Типы связей. Физические свойства. Происхождение. Простые сульфиды: координационные – галенит , сфалерит (клейофан, марматит), халькопирит, халькозин, пирротин; островные – реальгар; цепочечные – антимонит, киноварь; слоистые – молибденит, аурипигмент. Дисульфиды – пирит, марказит, арсенопирит.

3.4. Окислы и гидроокислы. Химические и структурные особенности. Подразделения внутри класса. Физические свойства и происхождение.

3.5. Окислы. Координационные: шпинель, магнетит (титаномагнетит), хромит, корунд (рубин, сапфир, наждак), гематит, ильменит; цепочечные – рутил, касситерит, пиролюзит; каркасные – кварц (горный хрусталь, аметист, халцедон).

3.6. Гидроокислы: цепочечные – диаспор, гетит(гидрогетит, лимонит, бурый железняк),; слоистые – брусит, гидраргиллит.

Лабораторное занятие: отчеты по коллекциям минералов (окислы, сульфиды).

3.7. Соли кислородных кислот: кремния, фосфора, бора, мышьяка, ванадия, молибдена, вольфрама, серы углерода. Общая характеристика. Состав и структура. Систематика по конфигурации анионных радикалов и характеру химических связей в них.

3.8. Силикаты. Современные представления о структуре силикатов и алюмосиликатов, их систематика. Состав анионных радикалов. Добавочные анионы, состав катионов. Главнейшие схемы изоморфных замещений. Общие особенности физических свойств силикатов.

3.9.Островные силикаты. Особенности состава. Собственно островные и кольцевые структуры. Минералы с добавочными анионами. Оливины (форстерит, фаялит, хризолит), гранаты (альмандин, пироп, гроссуляр, андрадит), циркон, топаз, дистен, сфен, эпидот, берилл (изумруд, аквамарин), турмалин.

3.10. Цепочечные силикаты. Типы цепочек, их состав и положение в структуре. Характерные особенности морфологии и физических свойств. Силикаты с простыми цепочками (пироксены): изоморфные ряды гиперстена-энстатита и диопсида-геденбергита. Промежуточные разности – бронзит и салит. Эгирин, сподумен, авгит. Пироксеноиды – волластонит, родонит. Цепочечные силикаты со сдвоенными цепочками – амфиболы: тремолит, актинолит (нефрит)амфиболовые асбесты, роговая обманка.

Лабораторное занятие: Отчет по коллекциям – островные и цепочечные силикаты.

3.11. Слоистые силикаты и алюмосиликаты. Подразделения внутри подкласса. Особенности состава и структуры. Специфика морфологии и физических свойств. Простые силикаты: тальк, серпентин (антигорит, серпофит, хризотил-асбест); минералы группы глин: каолинит, галлаузит, монтмориллонит, нонтронит. Слюды: мусковит, биотит, флогопит, лепидолит. Гидрослюды: гидромуковит, вермикулит, глауконит. Хлориты (клинохлор,шамозит).

3.12. Каркасные алюмосиликаты. Распространенность. Особенности структуры. Морфология, физические свойства. Натрий-кальциевые полевые шпаты – плагиоклазы (альбит, олигоклаз, андезин, лабрадор, битовнит, анортит). Калиевые и калий-натриевые полевые шпаты.: ортоклаз (санидин), микроклин (амазонит), ортоклаз и микроклин-пертиты. Калий-бариевые полевые шпаты (гиалофани цельзиан). Фельдшпатиты (нефелин, лейцит). Цеолиты.

3.13. Бораты. Химические и структурные особенности. Состав катионов. Основные свойства боратов. Условия образования. Цепочечные бораты: гидроборацит; каркасные – борацит.

3.14. Фосфаты, арсенаты. Ванадаты. Химические и структурные аналоги. Особенности физических свойств и происхождения. Островные: монацит, апатит; слоистые вивианит. эритрин, анабергит.

Хроматы, вольфраматы, молибдаты. Главные катионы, физические свойства и происхождение. Островные: вольфрамит (ферберит, гюбнерит); шеелит, повеллит, крокоит.

3.15. Сульфаты. Особенности состава, структуры, физических свойств, происхождения. Островные сульфаты:ангидрит, барит, целестин, англезит. Тенардит, мирабилит, алунит. Ярозит, эпсомит, гексагидрит, халькантит,. Слоистые – гипс (селенит).

3.16. Карбонаты. Особенности структуры. Главные катионы. Физические и химические свойства. Происхождение. Островные: кальцит (исландский шпат), магнезит,сидерит, доломит, арагонит, стронционит, церуссит, малахит, азурит, сода.

Галоидныесоединения. Особенности состава и структуры. Различия в поведении фтора и хлора. Координационныесоединения: флюорит(ратовкит), галит. сильвин. Карналлит, бишофит.

Лабораторное занятие: Отчет по коллекциям минералов – силикаты, фосфаты, сульфаты, карбонаты, галоиды.
4.ПЕТРОГРАФИЯ МАГМАТИЧЕСКИХ И МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД

4.1.Общее представление о магматических горных породах. Их распространение в земной коре. Понятие о магме, ее состав. Магмогенерирующие уровни земных оболочек. Фации глубинности магматических пород. Интрузивные (абиссальные), полуглубинные, эффузивные (излившиеся), пирокластические магматические горные породы Формы залегания интрузивных и эффузивных пород.

Лабораторные занятия: посещение петрографического музея кафедры, знакомство с коллекциями пород.

4.2.Химический и минеральный состав магматических горных пород. Роль минерального состава магматических горных пород в их классификации и номенклатуре. Фемические и салические (сиалические) минералы горных пород. Структуры горных пород. Последовательность кристаллизации из магматического расплава и ее отражение в «реакционных рядах Боуэна».

Лабораторное занятие: работа с коллекциями магматических пород (ультраосновные, основные породы).

4.3. Причины разнообразия магматических пород. Ликвация и кристаллизационная дифференциация магмы, магматическое замещение, ассимиляция, гибридизм. Породы нормального щелочно-земельного ряда, породы повышенной щелочности (без фельдшпатоидов), фельдшпатоидные щелочные ряды. Разделение магматических пород по содержанию в них кремнезема и по содержанию щелочей.

Лабораторное занятие: работа с коллекциями пород (средние и кислые магматические породы).

4.4. Ультраосновные магматические породы – их систематика и разновидности. Особенности химического и минерального состава. Главнейшие текстуры и структуры, формы залегания. Главнейшие формации и полезные ископаемые, связанные с ультраосновными породами.

Основные магматические породы. Глубинные, гипабиссальные и излившиеся разности нормального ряда. Повышенной щелочности и щелочные. Особенности химического и минерального состава. Главнейшие текстуры и структуры. Формы залегания. Главнейшие формации и полезные ископаемые, связанные с основными породами.

4.5. Горные породы средней кремнекислотности. Глубинные, гипабиссальные и эффузивные разности нормального ряда. Повышенной щелочности и щелочные. Особенности химического и минерального состава. Главнейшие текстуры и структуры. Формы залегания. Главнейшие формации и полезные ископаемые, связанные со средними породами.

Магматические породы кислого состава. Глубинные, гипабиссальные, эффузивные, пирокластические и жильные разности. Палингенные граниты. Гранитные пегматиты. Особенности химического и минерального состава. Главнейшие текстуры и структуры. Формы залегания. Главнейшие формации и полезные ископаемые, связанные с кислыми породами.

Несиликатные магматические горные породы. Сульфидные руды, карбонатиты. Условия их образования.

Лабораторное занятие: работа с коллекциями (средние и кислые магматические породы).

4.6. Понятие о метаморфизме и метасоматозе. Роль метаморфических пород в строении земной коры. Факторы метаморфизма. Главнейшие метаморфические минералы. Прогрессивный метаморфизм и диафторез. Метаморфизм без привноса вещества: контактовый, региональный. Температурные ступени метаморфизма. Фации контактового и регионального метаморфизма. Породы контактового и регионального метаморфизма (роговики, кристаллические сланцы и гнейсы). Ультраметаморфизм (мигматиты и инъекционные гнейсы). Метаморфические породы, образованные по магматическим и осадочным породам (орто- и парапороды). Катакластический или дислокационный метаморфизм (стресс) (какериты, катаклазиты и милониты). Метаморфизм с привносом и выносом вещества (метасоматоз). Метасоматические породы: скарны, грейзены, беризиты, пропилиты, листвениты.

Лабораторное занятие: отчет по коллекциям метаморфических пород.
IV. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ.
1.Лабораторные занятия по основам кристаллографии. (4 часа у дневного и 2 часа у заочного отделений).

Выполняются в виде занятий с моделями кристаллов и кристаллических решеток. Заканчивается выполнением письменной работы по контрольным образцам кристаллов.

2.Лабораторные работы с коллекциями минералов. Состоит из а)самостоятельной работы по составлению определителя минералов (образец записи прилагается); б)ознакомления с коллекцией минералов и запоминания основных сведений из определителя и соответствующих разделов учебника); в)устного отчета у преподавателя по основным группам минералов, согласно прилагаемому списку.

3.Лабораторные работы с коллекциями магматических и метаморфических пород с устным отчетом и представлением составленных студентом таблиц классификации магматических и метаморфических пород и их кратким описанием.

ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ И САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ

1.Определение элементов симметрии, открытых и закрытых форм, названий многогранников или их комбинаций в основных типах кристаллов всех сингоний (на деревянных моделях).

2.Выполнение контрольной работы – определение элементов симметрии и их сингоний в пяти произвольных кристаллах.

3.Составление описания минеральных видов согласно ниже приведенного списка по следующей форме:

4.Лабораторные работы с коллекциями минералов и запоминания основных сведений из определителя и соответствующих разделов учебника; устного отчета у преподавателя по основным группам минералов, согласно прилагаемому списку.

3.Лабораторные работы с коллекциями магматических и метаморфических пород с устным отчетом и представлением составленных студентом таблиц классификации магматических и метаморфических пород и их кратким описанием.
ЛИТЕРАТУРА

Миловский А.В. Минералогия и петрография. М. Изд-во МГУ. 1982. 311 с.