Характеристика простых форм кристаллов касситерита

| Категория реферата: Рефераты по геологии
| Теги реферата: подготовка реферата, реферат по химии
| Добавил(а) на сайт: Grigor'ev.

Кристаллы топаза часто содержат жидкие и газовые включения; иногда их колличество так велико, что топаз становится мутным и непрозрачным молочно- белым (пирофизолит). У топаза с Шерловой горы частог молочнобелыми являются головки кристаллов ( “коневый зуб” ) с многочисленными твердыми и жидкими включениями. Изучения состава жидких включений показано, что в них содержатся K, Na, Ca, Mg, Fe2+, Si, B, Cl, CO2, SO3. Твердая фаза этих включений бывает представлена кристалликами галита, сильвина, буры, эльпасолита, хлоридов алюминия и цинка, криолита, кварца. Мусковита, флюорита и ряда ближе неопределенных минералов.

В топазе наблюдаются вростки кристалликов турмалина, гематита, биотита, полевого шпата, кварца рутила, магнетита, ильменита, касситерита, ганита, флюорита, мусковита и фенакита; некоторые вростки приурочены к зонам роста (арсенопирит в топазе из Ингодинской рудной зоны в Забайкалье).
В трещинах выделений топазов обнаруживается каолинит, гидрогетит, гипс, вивианит, слюда и др.

1.2. Физические свойства.

Спайность несовершенная, иногда ясная по (100). Излом часто раковистый. Хрупок, твердость 6-7. Удельный вес 6,8-7,0. Цвет: примесями
Fe, Nb, Ta и Mn касситерит обычно окрашен в темно - бурые оттенки до смоляно - черного цвета, причем в тонких шлифах часто наблюдается кристаллически - зональное строение отдельных кристаллов и зерен, обусловленное чередованием зон с различной степенью интенсивности окраски.
Совершенно бесцветные разности очень редки. Черта у темных разностей обычно слабо окрашенная в буроватые оттенки. Блеск алмазный, в изломе - смоляной, слегка жирный. Грани кристаллов иногда матовые.

Касситерит не магнитен. Черные разности, обогащенные железом, все же обладают электро - магнитными свойствами.

1.3. Происхождение.

Месторождения касситерита генетически связаны с кислыми изверженными породами, преимущественно гранитами.

В самих гранитах касситерит устанавливается очень редко, и то главным образом в грейзенизированных участках, то есть превращенных под влиянием пневматолитовых агентов() в слюдисто - полевошпато - кварцевую породу с топазом, флюоритом, лепидолитом (литиевой слюдой), турмалином и другими минералами. Полагают, что при высоких температурах олово переносится в виде летучих соединений и , которые впоследствии гидролизуются с выпадением .
Установлено также, что щелочные растворы, содержащие сероводород, в восстановительной среде весьма активны в отношении переноса олова. Очень неравномерно распространенные скопления касситерит образует в пегметитовых жилах, связанных с оловоносными интрузиями. В парагенезисе с ним присутствуют: кварц, слюды, альбит, турмалин, иногда колумбит, берилл, сподумен и т.д. Касситерит встречается также в некоторых конактово - метасоматических месторождениях в тесной ассоциации с различными сульфидами, что указывает на толожение его в гидротермальную стадию процесса.

Жильные гидротермальные месторождения касситерита являются гораздо более важными в промышленном отношении. Из них главное значение имеют типы жил: 1) кварцево - касситеритовые и 2) сульфидно - касситеритовые. В первом типе, кроме преобладающего кварца и касситерита, обычно присутствуют: турмалин, белая слюда, полевые шпаты, вольфрамит, в небольших количествах арсенопирит, пирит, иногда флюорит, топаз, берилл и другие минералы.
Касситерит встречается главным образом вкрапленным в кварцевую массу и в пустотах в виде кристаллов, иногда достигающих крупных размеров. Во втором типе месторождений касситерит ассоциирует преимущественно с сульфидами: в одних случаях главным образом с пирротином и отчасти с сфалеритом, халькопиритом, станнином; в других - преимущественно с сфалеритом и галенитом и , наконец, в третьих - среди разнообразных сульфидов, где видную роль играет висмутин (боливийский тип). Из нерудных минералов, кроме кварца, в существенных количествах встречаются черные турмалины, очень часто железистые хлориты и карбонаты.

1.4. Продукты изменения.

В зонах окисления оловорудных месторождений касситерит исключительно устойчив. Этим объясняется его нахождение в россыпях.

Касситерит экзогенного происхождения, образующийся при разрушении сульфидов олова, в виде пористых и землистых масс встречается в зонах окисления.

1.5. Практическое значение.

Касситеритовые руды представляют собой единственный вид сырья, из которого в промышленных масштабах добывается олово. Последнее имеет следующие применения: 1) для производства белой жести; 2) для легкоплавких, трудноокисляемых сплавов с медью (бронзы), цинком, медью и свинцом
(латуни), припоя (со свинцом) и др.; 3) для лужения медной посуды; 4)для изготовления оловянной фольги (станиоля); 5) в керамике (для красок, эмали) и для других целей.

2. Методика исследований.

2.1. Обзор материалов предыдущих исследований.

Кристаллография возникла с появлением гониометрии – первого методологически правильного подхода к научному познанию кристаллов.
Измерение углов между гранями кристаллов позволило ввести число в описание их формы, до этого бывшие лишь словесными. Датский натуралист Николаус
Стено (1638-1586) применив простейший прием очерчивания контуров граней карандашом, открыл закон постоянства углов на кристаллах. Его открытие было принято лишь спустя 100 лет, после изобретения прикладного гониометра
Арнольдом Каранжо. К концу 1912 года открыты законы рациональности отношений параметров граней (Р.Ж. Гаюи, 1743-1822), поясов (Х.С. Вейс, Ф.
Моос, 1773-1839; О. Браве, 1811-1863; И.Ф.Х. Гессель, 1796-1872; А.В.
Гадолин, 1828-1928), о простых формах кристаллов, о пространственных решетках (О. Браве) и о пространственных группах симметрии (Е.С. Федоров,
1853-1919; Л. Зонке, 1842-1894; А. Шенфлис, 1853-1928), причем все эти законы и понятия базировались по существу лишь на измерении углов между гранями кристаллов.

Заметным шагом вперед в экспериментальном изучении форм кристаллов явилось изобретение в 20-х нашего столетия фотогониометров, позволяющих с наибольшей полнотой характеризовать исследуемый кристалл.

Образец этого прибора имеется на кафедре кристаллографии СПГГИ.

Все узлы прибора смонтированы на оптической скамье 1. Коллиматор или лазер 2 посылает пучок параллельных лучей на кристалл через отверстие в параболическом зеркале 3. Перед отверстием укреплена ирисовая диафрагма и для измерения диаметра пучка в соответствии с размерами кристалла крепится кассета 5, представляющая собой прямоугольную пластину из органического стекла с отверстием на оси зеркала. В узкий зазор между краем зеркала и пластинкой помещается матовый просвечивающийся экран с нанесенной на нем градусной сеткой. Кристаллодержатель 6 состоит из цилиндрического стержня, имеющего возможность перемещаться вдоль оси прибора и вращаться в отверстии кронштейна 7. Подвижные муфты 8 и 9 с помощью винтов могут быть укреплены в любой точке стержня 6. Задняя муфта образует упор при введении кристалла в фокус зеркала, передняя муфта 9 ограничивает перемещение стержня 6 назад.
Поглощающая заслонка 10 – это зачерненная тонкостенная трубка с зажимным винтом, надетая на стержень кристаллодержателя свободно. На передний торец стержня, перпендикулярный к оптической оси прибора, устанавливается магнитный кристаллоносец. Такая система крепления кристалла позволяет легко центрировать его на оси прибора.

2.2. Порядок проведения работы

Для изучения простых форм касситерита были отобраны 6 образцов с наибольшим количеством развитых граней, размером от 1 до 3 мм. При исследовании их под бинокулярной лупой было обнаружено, что некоторые образцы представлены сдвойниковыми кристаллами, что затрудняло или делало невозможным изучение граней с помощью фотогониометра.

Работа на фотогониометре сводилась к следующему. Кристалл по возможности точнее укреплялся к с помощью пластины на торце магнитного кристаллоносца и юстировался на нем от руки на глаз. Затем кристаллоносец переносился на передний торец стержня 6. Отводя кристалл до упора 9 и вращая его вокруг оси, нажатием на него добиваюсь того, чтобы рефлексы от одноименных граней проходили по одной линии. Точность юстировки в этом случае тем выше, чем больше расстояние от кристалла до вспомогательного экрана.

После юстировки кристалл вводился в фокус зеркала. Наблюдая на экране световую картину от граней кристалла нужно ввести поглощающую заслонку 10.
При этом рефлексы, не испытавшие отражение в зеркале, гаснут в обратном порядке, и это различие служит критерием правильности положения заслонки. В этой позиции заслонка укрепляется зажимным винтом.

Для определения простых форм, я наносила полученные рефлексы от граней на сетку Вульфа, расчитывала углы ? и ?. Сверяя свои результаты со справочником, находила какие hkl им соответствуют. Если в книге таких углов не оказывалось, то символы граней расчитывала по формулам: k1=sin?111; k2=cos?111tg111; k3=0 h=k2sin?; k=k1cos?; l=k1k2ctg?