Федеральное государственное автономное

Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
«ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА, ГЕОЛОГИИ И ГЕОТЕХНОЛОГИИ»
Контрольная работа

По дисциплине:

Геология

Вариант 7

Руководитель Горьковенко С.Д. _________ _____________

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент ЗГГ-19-03 121946352 Мельниченко А.А.

номер группы номер зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

Красноярск 2020

1. Общая характеристика минералов классов фосфаты и вольфраматы, их отличительные особенности, применение

Фосфаты – соли фосфорной кислоты – принадлежат к довольно редким минералам.

Наиболее распространенным из них является апатит Ca₅[PO₄]₂(F,Cl,OH) (греч. «апатио» – обманываю). Встречается почти во всех типах горных пород, но в виде одиночных мелких кристаллов и зерен. В промышленных концентрациях апатит встречается в щелочных магматических породах, являясь совместно с нефелином одним из главных породообразующих минералов (в нефелиновых сиенитах). Здесь он образует частую вкрапленность зерен и почти сплошные зернистые сахаровидные массы, где содержание апатита достигает 80%.
В осадочных горных породах апатит слагает конкреции, желваки и землистые массы. Обычно содержит примеси песчаных и глинистых частиц, представляя собой по существу породу. Такие горные породы называются фосфоритами. Их происхождение биогенное – в результате жизнедеятельности организмов. Нередки псевдоморфозы фосфоритов по ископаемым остаткам.
Апатит и фосфориты широко используются для производства фосфорных удобрений, в химической промышленности.
Общие сведения о минералах класса фосфатов:
В этом классе объединены минералы, представляющие собой в основном соли фосфорной, мышьяковой и, в меньшей степени, ванадиевой кислот. Для многих фосфатов и их аналогов характерны изоморфные замещения как в катионной, так и в анионной части. Все они относятся к одному типу структуры – островному. Поэтому габитус кристаллов преимущественно изометричный.
Безводные минералы обладают более высокой твердостью, чем водные (со слоистыми мотивами островов). С содержанием ионов-хромофоров связана их различная окраска.
Минералообразование фосфатов часто имеет гетерогенный характер (может образовываться при различных процессах). Отсюда и разные формы образования кристаллов и большое содержание редких примесей. Яркие цвета некоторых минералов используются в качестве поискового признака на руды урана, кобальта, никеля и др.
К этому классу относится сравнительно большое число разнообразных по составу минеральных видов. Общее весовое количество их в земной коре, однако, относительно невелико.
Группа вольфрамита. Сюда принадлежат минералы изоморфного ряда MnWO4 -FeWO4 (гюбнерит—ферберит). По своим свойствам они имеют много общего, поэтому детально описана вся группа — вольфрамита (Mn,Fe)WO4 и указаны характерные особенности крайних членов этого ряда.
Происхождение названия. Прежнее русское название — волчец. Первоначально был назван вольфрамом (1758). Это слово является переводом на немецкий язык латинских слов lupispuma — «волчья пена» или «волчья сметана». Немецкое «вольфриг» (от «вольф» — волк) — прожорливый.Название связано с тем, что примесь этого минерала к оловянным рудам обусловливала появление пены на поверхности выплавляемого олова. Вольфрам как элемент был открыт позднее; название его происходит от названия минерала.
Старинное название минерала, данное немецкими горняками: этот минерал, встречающийся вместе с касситеритом, неблагоприятно влияет на выплавку олова («пожирает олово, как волк овцу»),
Вольфрамит. Казахстан. Месторождение Кара-Оба
Сингония моноклинная

Класс симметрии призматический в. с. L2РС. Пр. гр. P2/c( C42h). а0 = 4,78; b0 = 5,73; с0 = 4,98ю Отношение осей. 0,834 : 1 : 0,869; β = 90°26'

Кристаллическая структура близка к структуре брукита (точнее к α PbO2), катионы металлов обеих позиций имеют шестерную координацию; они образуют в гексагональной плотнейшей упаковке (плоскость (100)) цепочки реберно связанных октаэдров, вытянутые вдоль оси с и соединяющиеся через общие вершины. Двухвалентные металлы и вольфрам размещены послойно, чередуясь через один слой. Такие особенности структуры позволяют рассматривать минералы группы вольфрамита особняком от такого типичного вольфрамата, как шеелит; их можно вполне правомерно считать близкими к сложным оксидам, таким как колумбит и другие.
Форма нахождения вольфрамита в природе
Облик кристаллов. Нередко встречающиеся кристаллы вольфрамита имеют толстотаблитчатый или призматический облик, иногда уплощенный по {100}. Отдельные индивиды в некоторых месторождениях достигают крупных размеров (до 20 см и больше). Вертикальные грани часто бывают исштрихованы вдоль оси с. двойники наблюдаются по (100), иногда по (001). Кроме того встречаются игольчатые кристаллы.
Часты двойники.
Агрегаты. В сплошных плоьных массах и в крупнозернистых агрегатах вольфрамита. Встречаются лучистые сростки.
Вольфрамит. Месторождение северной Якутии
Физические свойства. Оптические. Цвет вольфрамита черный, темно-коричневый. Цвет гюбнерита от желто-оранжевого до коричневого, обычно имеет красноватый или фиолетовый оттенок; ферберит — черный.
Черта. Черная, буро-черная, у гюбнерита светлая до желтовато-коричневой и даже желтой. У ферберита более темная бурая до черной.

Блеск на плоскостях спайности зеркальный, алмазный, а в других направлениях жирный.

Гюбнерит в тонких осколках просвечивает красно-бурым.
Показатели преломления для гюбнерита: Ng = 2,32, Nm = 2,22 и Np = 2,17. По мере увеличения содержания железа возраста ют: Nm у малопрозрачного ферберита 2,40 (для Li - света).
Механические:

• 
  Твердость.4,5—'5,5, хрупкий.
  
• 
  Плотность. 6,7—7,5 (ферберит как богатая железом разновидность отличается большей плотностью).
  
• 
  Спайность. Совершенная по боковым граням (010).
  
• 
  Излом. Неровный.
  

Химические свойства. Поведение в кислотах. Не растворяется.

При кипячении сплава вольфрамита с содой в воде, подкисленной HCl, с оловом получается голубое окрашивание (реакция на W). С бурой реагирует на Mn и Fe. В HCl не растворим.
Прочие свойства. Богатые железом разности слабомагнитны.
Диагностические признаки. Для вольфрамита характерны: буровато-черный цвет, темно-бурая черта, высокий удельный вес, совершенная спайность в одном направлении (отличие от черного сфалерита, у которого спайность в нескольких направлениях, а также от колумбита, танталита, касситерита, не обладающих совершенной спайностью).
Происхождение и нахождение. Гюбнерит встречается главным образом в оловорудных пегматитово-пневматолитовых месторождениях. Широко распространены также гидротермальные руды, для которых в большей мере характерен ферберит.
В кварцевых, гидротермальных кварцевых жилах, нередко приуроченных к массивам гранитов. В ассоциации с ним иногда наблюдаются касситерит, молибденит, арсенопирит, пирит, халькопирит и др.
В грейзенах гранитных массивов вольфрамит ассоциирует с такими минералами, как слюды, топаз, флюорит, турмалин, иногда берилл, касситерит, молибденит и другие.
Известны сульфидные жилы, содержащие вольфрамит в парагенезисе с халькопиритом, молибденитом, пиритом, висмутином, сфалеритом и другие.
Реже и обычно в небольших количествах он встречается в пегматитовых жилах среди гранитов.
В минералогическом отношении интересны не раз наблюдавшиеся случаи эндогенного замещения вольфрамитом кристаллов шеелита как с периферии, так и вдоль трещин. В свою очередь, нередко устанавливаются явления замещения вольфрамита шеелитом.
В зоне окисления при выветривании хотя и не легко, но подвергается изменению, превращаясь в так называемую вольфрамовую охру. При этом двухвалентное железо окисляется до трехвалентного. Под влиянием этого в процессе разрушения кристаллической решетки образуются землистые массы желтобурого или бурого цвета, состоящие главным образом из гидровольфрамата трехвалентного железа (ферритунгстит). Иногда образуются желтоватозеленые окислы вольфрама — тунгстит (H2WO4).
Гюбнерит, разрушаясь, аналогичным образом дает черные «псиломелановые» скопления, содержащие WO3. Характерно, что находимые в элювии желваки псиломелана даже в удалении от месторождения содержат WO3 до единиц процентов.
Обычно же в районе месторождений вольфрамит, как относительно устойчивый минерал, переходит в россыпи. Однако характерно, что по мере удаления от коренных месторождений обломки минералов группы вольфрамита сравнительно быстро уменьшаются в размерах и затем исчезают. Объясняется это относительной хрупкостью этих минералов, усиливающейся к тому же их совершенной спайностью.
В России известны гидротермальные месторождения Забайкалья (Джида, Букука); Алтая (Калгуты).
Из иностранных отметим крупнейшие в мире месторождения Южного Китая в провинциях Юньнань и Цзянси (Сихуа шань), а также на севере Вьетнама, в Южной Бирме и на полуострове Малакка, Корея.
В западных штатах США ряд месторождений разрабатывается в Колорадо, Южной Дакоте, Неваде и других местах; в Боливии.
Из европейских объектов заслуживают упоминания месторождения Овернь (Франция); Португалии и Испании.
В Германии вольфрамит особенно широко распространен в рудных горах, например в Циннвальде, Садисдорфе, Альтенбурге, Чортау, Пехтельгрюне, Тирперсдорфе; в Гарце вокруг гранитного массива Рамберг.
Практическое применение. Вольфрамит — важная руда вольфрама, который используется в производстве сталей и для получения термостойких материалов, находящих применение в космонавтике и других специальных отраслях промышленности.
1. Главным потребителем этого металла является черная металлургия, использующая вольфрам (до 85–90 % всей добычи) для производства особых сортов твердой стали, обладающих свойствами самозакалки. Такая сталь употребляется для изготовления быстрорежущих инструментов.
2. Кроме того, он входит в состав «стеллитов» — сплавов вольфрама с Cr, Со и другими металлами,— используемых для особых инструментов, а также сверхтвердых сплавов: «победит», «видна», «сталинит», «воломит» и другие обладающих весьма высокой твердостью и потому применяемых для изготовления специальных коронок для бурения скважин.
3. В электротехнике вольфрам идет на изготовление нитей для электрических лампочек, антикатодов в рентгеновских трубках и пр.
4. Соединения вольфрама используются также в химической промышленности, в керамике для окраски стекла и фарфора и для других целей.