Тапсырма.

МИНЕРАЛДАР

Жұмыс мақсаты: Топырақ минералдарымен танысу.

Тапсырма.

1. Минералдардың морфологиялық белгілерін және физикалық қасиеттерін зерттеу.

2. Тау жыныстарын түзуші минералдарды және агрорудаларды ажырату және минералдардың кейбір қасиеттерін сипаттау.

Қажетті құралдар мен материалдар: Бастапқы және туынды минералдардың коллекциясы.

Тапсырмаға түсініктеме.

Топырақта бастапқы және туынды минералдар кездеседі. Бастапқы минералдар жер қыртысынан өзгерісіз енген минералдар. Бұларға топырақ қаңқасы минералдары кварц оның түрлері, дала шпаттары, плагиоклаз, слюдалар, мүйіз алдамшасы, авгит, турмалин, магнитит, доломит, т.б. Туынды минералдар аналық жыныста бастапқы минералдардың химиялық және биохимиялық өзгерістері нәтижесінде пайда болған минералдар.

Топырақтың туынды минералдарын 4 топқа бөледі. Монтмориллиниттік (монтмориллоний, бейделлит, нонтронит т.б.) каолиниттік (каолинит, диккит, галлуазит) гидрослюдалар және жартылай тотық минералдар (гематит, бемит, гидрогиллит, гетит т.б). Бұл аталған туынды минералдар ішінді сіңірімділігі ең жоғарысы монтмориллонит, ең төмені каолинит тобындағы минералдар. Барлық аталған туынды минералдар кристал табиғатты. Аморфты минералдар және басқа заттар ішінен сіңірімділігі маңызды заттар аллофон, бос күйіндегі кремний қышқылы, аморфты жартылай тотықтар, әртүрлі қышқылдар және олардың тұздарын атауға болады.

Минералдар диагностикасы физикалық қасиеттерінің жиынтығына байланысты (түсі, жылтырлық, жымдастық, қаттылығы, қышқылдардан қайнауы).

Түс– маңызды диагностикалық белгі болып табылады. Кейбір минералдардың түсі тұрақты (пирит, малахит, алтын). Көпшілік минералдарда бұл белгі тұрақсыз болады.

Метал жылтырлығы бар минералдар түсінің атауына қосымша кең таралған метал атауы бірге аталынады (мыс қызыл). Минералдар бояуы негізінен сол бояудың тасымалдаушысы болып табылатын минералдың химиялық құрамына және элементтер қосындысына байланысты (темір, кобальт, мыс, т.б.). Сызық түсі (ұнтақ күйіндегі минерал түсі), көпшілік минералдардың үгітілген, немесе ұнтақ күйіндегі түсі тас тәріздес күйіндегі түсінен өзгеше. Тегіс емес ақ түсті фарфор пластинкасын минерал кесегімен сызу арқылы, минерал ұнтағын алуға болады. Егер минерал қаттылығы фарфор пластинкасының қаттылығынан жоғары болса пластинка бетінде сызат қалдырады, ал керісінше болса сызық (ұнтақ) қалады.

Жылтырлық – бұл минерал бетінің жарық (сәуле) шағылыстыру қасиеті. Бұл белгісіне байланысты минералдарды екі топқа бөледі: металдық жылтырлық және металдық емес жылтырлық.

1. Металдық-жылтырлық жаңа сынған (омырылған) метал жылтырлығын еске түсіреді, әр түрлі метал рудаларына тән (пирит, магнезит), табиғи тума (алтын) түрінде кездесетін элементтерде де байқалады. Бұл топқа жартылай металдық жылтырлығы бар (графит, т.б.), метал жылтырлығына жақын, бірақ ондай айқын емес минералдар жатады.

2. Металдық емес жылтырлық бірнеше түрге бөлінеді:

- алмаз тәріздес – айқын, ұшқын атқан жылтырлық, алмаз, мырыш алдамшасына тән;

- Шыны тәріздес – шыны бетінің жылтырлығын еске түсіреді, бұл түрге көпшілік минералдар кіреді (тау хрусталі, кальцит т.б.);

- Құлпырма жылтырлық бірнеше құлпырып тұрады слюда, талькте байқалады;

- Жібек тәріздес – жібек жіптерінің жылтырлығы тәріздес талшық және ине тәріздес құрылысты минералдарда байқалады (ине тәріздес гипс);

- Майлы – минерал бетінің май жаққандай болуымен сипатталады. Жұмсақ минералда (тальк) байқалады;

- Солғын – бетінің жылтырамауымен сипатталады (боксит, каолин т.б.). Жылтырлықты жаңа сынған (омырылған) минералға қарап анықтайды;

Жымдастық – минералдың тегіс параллель жіктері бойынша бөлшектену қасиеті жымдастық кристал минералдарда байқалады, себебі бұл қасиет кристал торшасының құрылысына байланысты.

Минералдар жымдастығы бойынша бес түрге бөлінеді:

Аса жетілген - минерал жеке жапырақшаларға және пластинкаларға өте оңай (тырнақпен) ыдырайды. Айна тәріздес жылтыр тегіс жымдастық пайда болады (слюда, гипс т.б.);

Жетілген – ақырын соққы әсерінен бөлшектенеді, бөлшек беттері тегіс кейбір бөліктерінде тегіс болмауы мүмкін (кальцит, галит);

Орташа – пайда болған бөлшектердің тегіс және тегіс емес жымдастығы орташа бірдей мөлшерде;

Жетілмеген –минералды бөлшектегенде бөлшек беттері негізінен тегіс емес белгілі бағытсыз сынады;

Аса жетілмеген – минералдар еш бағытсыз сынады (кварц).

Қаттылық – бұл сыртқы механикалық әсерлерге минералдың (қарысу) кедергі жасау дәрежесі. Оны Моос шкаласының келісімді бірлігі бойынша анықтайды.

Минералдардың жаңа сынған (омырылған) бетіне қаттылық шкаласының эталон минералының сүйір-өткір бұрышымен сызық жүргізеді. Анықтауды қаттылық шкаласының ең жұмсақ минералымен бастайды, минерал қаттылығына байланысты біртіндеп ілгерілейді. Егер Моос шкаласының минералы сыналушы минералдан жұмсақ болса сызық қалдырады, ал керісінше болса сызат қалдырады.

 

 

1 кесте -Минералдардың қаттылық шкаласы

Қаттылығы Эталон минерал Басқа минералдар
1. Тальк  
2. Гипс  
3. Кальцит  
4. Флюорит  
5. Апатит  
6. Ортоклаз  
7. Кварц  
8. Топаз  
9. Корунд  
10. Алмаз  

 

Қышқылдардан қайнау карбонаттар тобының минералдарына тән. Қайнау 5-10 % НСІ ерітіндісімен әсер еткенде байқалады. Айырылу реакциясы жүреді, көмір қышқыл газы бөлінуі қосар жүреді:

СаСО3 + 2HCl=CaCl2 +H2O+ CO2

Көмір қышқыл газы бөлінгенде қайнау байқалады. Қайнауды анықтау үшін жаңа сынған (омырылған) минерал бетінде 5% НСІ ерітіндісінен тамшылатқыш арқылы бірнеше тамшы түсіреміз.

Мысалы : Кварц қаттылығы -7, тығыздығы -2,6-2,8г/см3, жылтырлығы – шыны тәріздес, түсі – түссіз, ақ, сары, қызғылт, қара, суда ерімейді, қышқылдармен реакцияға түспейді.

Кальцит қаттылығы -3, тығыздығы -2,7г/см3, жылтырлығы шыны тәріздес, түсі – түссіз, ақ, сарғыш, көгілдір, суда ерімейді, қышқылдардан қайнайды

CaCO3 + 2HCl =CaCl2 +H2CO3

 

2 кесте - Химиялық құрамы бойынша минералдар классификациясы.

 

Минерал атауы Химиялық формуласы Шығу тегі Маңызы
Жай қосындылар (табиғи кесек элементтер)
Күкірт S Магмалық, метаморфтық биологиялық Улы химикат, микротыңайтқыш ретінде сирек қолданады.
Сульфидтер
Пирит FeS2 Магмалық метаморфтық гидротермальды шөгінді Ылғалдылығы жоғары топырақтарда жиналады (ақшыл дақтар).

2- кестенің жалғасы

Галоидтар (галоген тұздары)
Галит NaCl Шөгінді Сортаң топырақтарда жиналады, топырақ құнарлығын төмендетеді.
Сильвин KCl Шөгінді Калий тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.
Карналлит KCl*MgCl2 *6H2O Шөгінді Калий-магнийлі тыңайтқыштар өндіруге қолданылады.
Тотықтар мен гидрототықтар
Кварц SiO2 Магматикалық Гидротермалды Шөгінді Жыныс түзуші минерал, кварцтың басым болуы топырақ құнарлығын төмендетеді
Опал SiO2*nH2O Шөгінді Жыныс түзуші минерал, топырақта гель түрінде жиналады
Гематит Fe2O3 Метаморфтық Жыныс түзуші минерал, фосфат-иондарын өсімдік үшін сіңімсіз формаға байланыстырады.
Лимонит Fe2O3*nH2O Шөгінді Жыныс түзуші минерал, фосфат-иондарын өсімдік үшін сіңімсіз формаға байланыстырады.
Боксит Al2O3*nH2O Шөгінді Жыныс түзуші минерал, фосфат-иондарын ерімейтін қосылыстарға байланыстырады.
Оттектік қышқылдар тұздары
Кальцит CaCO3 Биологиялық, метаморфтық Топырақ құрылымының түзілуіне ықпал етіп, қарашірік жоғалуын азайтады, қышқыл топырақтарды әктеуде қолданылады
Доломит CaCO3* Mg CO3 Шөгінді, метаморфтық Топырақ құрылымының түзілуіне ықпал етіп, қарашірік жоғалуын азайтады, қышқыл топырақтарды әктеуде қолданылады
Сода Na2CO3*10H2O Шөгінді Тұзданған топырақтарда жиналады. Сілтілікті жоғарылатып, топырақ құнарлығын төмендетеді

 

2- кестенің жалғасы

Сульфаттар
Ангидрит CaSO4 Шөгінді Сор және содалы сортаң топырақтарды гипстеуге қолданылады.
Гипс CaSO4*2H2O Шөгінді топырақтық Топырақта сары түсті кристал түрінде жиналады. Сор және содалы сортаң топырақтарды гипстеуге қолданылады.
Мирабилит Na2 SO4*10H2O Шөгінді Ащы топырақтарда жиналады және сорларды гипстегенде
Нитраттар
Натрий силитрасы NaNO3 Шөгінді Азот тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.
Калий силитрасы KNO3 Шөгінді Азот - калий тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.  
Фосфаттар
Апатит Ca5(PO4) 3 * (F*Cl*O H) Магмалық Фосфор тыңайтқыштарын өндіруге қолданылады.
Фосфорит Ca5(PO4) 3 * (F*Cl) Шөгінді Фосфор тыңайтқыштарын өндіруде қолданылады.
Вивианит Fe3 (PO4) 2 *8H2O Шөгінді Фосфор тыңайтқыштарын өндіруде қолданылады.
Силикаттар және алюмосиликаттар.Силикаттар
Оливин (Mg*Fe)2 * SiO4 Магмалық Жыныс түзгіш минерал.
Авгит   Магмалық Жыныс түзгіш минерал.
Мүйіз алдамшасы   Магмалық, метаморфтық Жыныс түзгіш минерал, кальций және магний көзі.
Серпентин 3MgO*SiO4*2H2O Метаморфтық Жыныс түзгіш минерал, магний және кремний көзі.
Алюмосиликаттар
Мусковит (ақ слюда) KH2Al3Si3O12 Магмалық, метаморфтық Жыныс түзгіш минерал, топырақтағы калий қорының көзі.
Биотит (қара слюда) KH2(Mg*Fe)3Al3Si3O12 Магмалық, метаморфтық Жыныс түзгіш минерал, топырақтағы калий қорының көзі.
Ортоклаз K2Al2Si6O16 Магмалық, гидротермалды Жыныс түзгіш минерал, топырақтағы калий қорының көзі.
         

2- кестенің жалғасы

Альбит Na2Al2Si6O16 Магмалық, гидротермалды Жыныс түзгіш минерал, топырақтағы калий қорының көзі.
Лабрадор   Магмалық Бағалы әшекей тас.
Балшықтық минералдар
Гидромуско вит   Шөгінді Өсімдіктерге калий қорының көзі болып табылады сіңіру мөлшері 10-30 мэкв/100 г. топыраққа.
Гидробиотит   Шөгінді Өсімдіктерге калий қорының көзі болып табылады сіңіру мөлшері 10-30 мэкв/100 г. топыраққа.
Каолинит H2Al2Si2O8*H2O Шөгінді Сіңіру мөлшері төмен 15 м экв/100г топыраққа.
Монтморил лонит (Ca*Mg)Al2Si4O12*nH2O Шөгінді Сіңіру мөлшері жоғары 150 м экв/100г топыраққа.  

БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ:

 

1. Минералдардың негізгі қасиеттерін сипаттап беріңдер.

2. Химиялық құрамы бойынша минералдар қандай топтарға бөлінеді ?

3. Минералдардың маңызы және топырақ қасиеттеріне әсері қандай?