Реферат: Генезис минералов. Методы выращивания кристаллов
Реферат: Генезис минералов. Методы выращивания кристаллов
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Астраханский Государственный
Университет»
Реферат на тему:
«Генезис минералов. Методы
выращивания кристаллов»
Выполнил:
студент группы ДХО-111
Проверила:
Семенова Е.Б.
Астрахань -2010
Содержание
Введение
1. Генезис минералов
1.1
Эндогенный процесс
1.2 Экзогенный процесс
1.3 Метаморфический процесс
1.4 Парагенезис
2. Методы выращивания кристаллов
2.1
Сублимация
2.2 Химические реакции в газовой фазе
2.3 Химические транспортные реакции
2.4 Выращивание кристаллов из жидкой
фазы
2.5 Методы выращивания кристаллов из
расплава
2.6 Выращивание кристаллов из раствора
2.7 Выращивание кристаллов с
использованием реакций между веществами в твёрдом состоянии
Заключение
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Наука о кристаллах -
кристаллография - изучает законы строения твердых тел, характеризует
кристаллическое вещество закономерным геометрически правильным внутренним
строением. Доказано, что кристаллическое строение свойственно подавляющему
большинству минералов и горных пород, слагающих земную кору, а значит имеет
первостепенное значение в строении Земли. В промышленности все материалы
(металлы и сплавы, каменные строительные материалы, цемент и кирпич, и п.т.)
состоят из кристаллических зерен минералов. Кристаллография создала целый ряд
специальных кристаллографических методик, имеющих большое практическое значение
и распространение.
Наука о кристаллах дает
общее понятие о свойствах и строении твердого вещества. Поэтому входит в
комплекс общеобразовательных дисциплин и является основой для происхождения
предметов минерального цикла – минералогии, петрографии, геохимии, учения о
месторождениях полезных ископаемых. Многие учёные России внесли вклады в
развитие этой науки. Такие как: М.В.Ломоносов, А.В.Гадолин, Е.С.Федоров,
Ю.В.Вульф и многие другие. Кристаллография и в настоящее время представляет
огромный интерес и постоянно пополняется новыми специалистами.
Современные представления
о минералах и их генезисе весьма обширны, сюда можно включить:
-Геологические условия,
среда и механизмы дифференциации природного минерального вещества и процессов
космогенного, эндогенного и экзогенного минералообразовния в истории Земли.
-Цикличность,
длительность и стадийность минералообразования.
-Генерации минералов и
парагенетические минеральные ассоциации.
-Типоморфные минералы и
типоморфные особенности минералов.
Геологическая обстановка,
физико-химические условия и минеральные ассоциации различных генетические типов
минералообразования
-Космогенное
минералообразование. Минералы метеоритов, Луны и других космических тел.
Импактное минералообразование. Космическая пыль.
-Магматическое
минералообразование. Происхождение магм и процессы магматической дифферециации
и минеральные ассоциации изверженных горных пород. Факторы и условия
кристаллизационной дифференциации и ликвации магм. Роль флюидов в процессах
магматической дифференциации и концентрации металлов.
-Породообразующие,
вторичные и акцессорные минералы изверженных горных пород. Минеральные
ассоциации кристаллизации ультраосновных и основных оксидно-силикатных и
сульфидно-силикатных, щелочных фосфатно-силикатных магм.
-Происхождение, строение
и минералы алмазоносных кимберлитов и редкометальных карбонатитов. Пегматиты,
внутреннее строение, минеральные ассоциации, стадийность, типоморфные минералы.
-Геологическая
обстановка, физико-химические условия и минеральные ассоциации термофлюидного
минералообразования.
-Происхождение
термофлюидов и их роль в процессах дифференциации минерального вещества.
Процессы мобилизации, транспортирвки и локализации рудного вещества в
плутоногенных и вулканогенных условиях. Соотношение процессов секреционного и
метасоматического образования минералов.
-Геологическая
обстановка, физико-химические условия и факторы контактового метаморфизма,
формирования скарнов и апоскарновых метасоматитов, апогранитов, альбититов и
грейзенов, высоко-, средне- и низкотемпературных гидротермалитов. Условия и
минеральные ассоциации вулканогенного фумарольно-эксгаляционное наземного и
субмаринного минералообразования.
1. Генезис
минералов
В геологии происхождение
каких – либо геологических образований, например минералов, обозначают понятием
«генезис». Условия, в которых образуются минералы в земной коре, отличаются
большим разнообразием и сложностью. Различают три основных процесса
минералообразования, три основных типа генезиса: эндогенный, экзогенный и
метаморфический.
1.1 Эндогенный процесс
Эндогенный процесс связан с условиями существования
глубинных слоёв земной коры. Минералы формируются из магмы – силикатного
огненно – жидкого расплава. В целом эндогенный процесс можно разделить на три
вида минералообразования:
1) Магмагенный
2) Гидротермальный
3) Пневматолитовый
Магмагенное образование
минералов связано непосредственно с магмой. По мере понижения температуры магмы
при подъёме её к поверхности Земли возникают:
ü Дифференциация расплава
ü Кристаллизация и затвердение.
Всё это происходит при
наличии в расплаве и окружающих породах высоких температур и давления. Таким
путём образуется около 370 минералов, это главным образом силикаты полевых
шпатов. Слюд, а также некоторые рудные минералы.
Гидротермальное
образование минералов: при остывании магмы образуется ювенильная
(магматическая) вода, чрезвычайно насыщенная различными компонентами. Эти
водные растворы растекаются по трещинам пород. Окружающих массив остывающей
магмы при постепенно снижающихся температурах и давлении, что приводит к
последовательному осаждению из растворов различных минералов. Таким путём
образуются кальцит, барит, флюорит, самородные элементы (серебро, золото,
ртуть), сульфиды (пирит) и другие.
Пневматолическое
образование минералов: при остывании магмы идёт бурное выделение газовых
компонентов, таких. Как сероводород H2S, фтористый водород HF, а также выпадают бор В, фосфор Р,
сера S и другие. Далее в условиях более
низких температур они образуют, иногда минуя жидкое состояние, кристаллические
минералы: самородную серу, боросодержащие минералы и некоторые другие.
Эндогенные минералы
являются породообразующими в магматических горных породах. Много их входит и в
состав горных осадочных пород, куда они попадают после разрушения магматических
горных пород в процессе выветривания.
1.2 Экзогенный процесс
Экзогенный процесс образования минералов свойствен
поверхности и самой верхней части земной коры. Минералы здесь образуются как в
континентальных, так и в морских условиях, в тесном контакте и взаимодействии
между собой земной коры, атмосферы, гидросферы и биосферы. В сложных процессах
минералообразования принимают участие кислород, углекислота из воздуха
атмосферы, различного состава водные растворы, живые растительные и животные
организмы, их остатки и продукты жизнедеятельности, колебания температур,
солнечная энергия.
Многообразие условий в
экзогенном процессе можно разделить на три основных вида минералообразования:
1) Разрушение одних и создание других
минералов
2) Выпадение из водных растворов
3) Биогенное формирование
Первый вид – разрушение одних и создание других
минералов происходит на поверхности земной коры в результате процесса
выветривания. Магматические минералы, как и магматические горные породы, на
поверхности Земли в течение миллионов лет, т.е. в пределах геологического
времени, распадаются на составные части , и из продуктов их разрушения
формируются новые минералы, устойчивые в данных условиях. Характерными для
таких условий являются глинистые минералы, которые широко распространены на
земной поверхности, а также минералы, относящиеся к оксидам, карбонатам и
сульфатам. В качестве примера можно назвать следующие минералы: из глинистых –
каолинит Al4 [Si4O10] (OH)8; оксидов – кварц; карбонатов – кальцит;
сульфатов – гипс.
Второй вид – выпадение минералов из водных
растворов (моря, океаны, озера, реки, подземные воды и вновь созданные водохранилища).
В образовании минералов исключительная роль принадлежит воде. Водный раствор
служит минералообразующей средой, поэтому воду иногда образно называют
универсальным катализатором.
Проблема воды в минералах
– важная составная часть общей проблемы формирования в эволюции вещества земной
коры во времени и пространстве. Диапазон минералообразования огромен – от
гигантских залежей галита, гипса, боратов. Возникших в неглубоких водоёмах, до
крохотных кристаллов на поверхности окисляющихся руд и громадных подземных
пещер с гипсовыми и кальцитовыми сталактитами и сталагмитами, массивными
колоннами. Натечные образования делают пещеры очень красивыми.
Все природные воды
содержат в растворённом виде соли, иногда в очень большом количестве, вплоть до
полного насыщения. Так, в воде океанов присутствуют хлориды и сульфаты натрия,
калия, магния, кальция (до 35 г\л), в соляных озёрах – хлориды и сульфаты
магния и частично натрия и калия, в речной, озёрной воде и водохранилищах – в
основном углекислые соли.
Выпадение солей из
растворов происходит в периоды интенсивного испарения воды, а также при
температурных изменениях в водном растворе. Таким путём формируются минералы:
гипс CaSO4*2 H2O, галит NaCl, мирабилит Na2SO4 *10 H2O.
Страницы: 1, 2, 3, 4 |