Драгоценные и полудрагоценные минералы

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ОБЛАСТНОЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ГЕОЛОГИИ И ГЕОЭКОЛОГИИ

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 ДРАГОЦЕННЫЕ  И 

ПОЛУДРАГОЦЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

 студентка 3 курса ГЭФ 

Дергачева З.А.

 

Научный руководитель:

 ст. преп. Тимофеев А.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МОСКВА 2012

 

Содержание:

 

Введение……………………………………………………….…………....стр.

Глава 1. Драгоценные и  полудрагоценные минералы……………….…..стр.

Минералогия. Общие  положения………………………………….стр.

Классификация минералов……………………………………....….стр.

Списки минералов………………………………………………..….стр.

Глава 2. Местоположение и  залежи в Московской области………….....стр.

Заключение…………………………………………….………………..….стр.

 

Источники……………………………………………………………….….стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

     Минералы всегда  интересовали человека. На первых  этапах становления общества человек активно использовал минералы для изготовления орудий труда. В дальнейшем они активно использовались в качестве украшений. В последнее время они являются важным сырьем для получения металлов и других веществ.

     В настоящее  время выделяется целая группа  минералов - драгоценные и поделочные камни, которые привлекают человека не только своей значительной стоимостью, но и удивительной красотой. Некоторые минералы этой группы весьма редки, другие достаточно широко встречаются на нашей Земле.

     Учитывая большой  интерес человечества к этой  группе минералов, мы сформулировали цель настоящего исследования - изучение минералов группы драгоценных и поделочных камней.

     Для достижения  настоящей цели нами должны  быть решены следующие задачи:

- сбор, анализ имеющейся  научной информации по теме  исследования;

- изучение драгоценных  и поделочных камней в соответствии  с общепризнанной классификацией;

- выявления мест с возможными  находками данных минералов в  пределах Московской области;

- изучение области применения  минералов данной группы.

     Новизна и  актуальность

Структура работы следующая. Работа включает в себя 2 главы, раскрывающие основное содержание работы, введение, заключение. Список литературы включает в себя 8 наименований,  общий объем работы ---- страниц машинописного текста.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ДРАГОЦЕННЫЕ  И ПОЛУДРАГОЦЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ

(ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА)

 

     Изучением  минералов занимается одна из  фундаментальных геологических  наук – минералогия. Минералогия  изучает состав, свойства, структуры  и условия образования минералов. Минералогия — одна из древнейших геологических наук. Первые описания минералов появились у древнегреческих философов. В дальнейшем развитию минералогии способствовало горное дело. В настоящее время интенсивно развиваются генетическая и экспериментальная минералогия.

В минералогии активно  используются достижения физики, химии и других естественных наук. Так, минералогическое изучение метеоритов и образцов с других планет позволило узнать много нового об истории Солнечной системы и процессах формирования планет. Изучением минерального состава и минералов комет, метеоров, и других небесных тел, а также астрономической спектроскопией астероидов, комет и пыли околозвёздной среды в целом, занимается молодая наука на стыке минералогии, физики и астрономии — астроминералогия.

В рамках минералогии сформировались, а затем выделились в самостоятельные науки кристаллография, петрография, учение о полезных ископаемых, геохимия и кристаллохимия. В последние десятилетия усилиями в основном российских минералогов развивается новое направление генетической минералогии — онтогения минералов.

Главной международной организацией минералогов является Международная минералогическая ассоциация. Она объединяет минералогические ассоциации различных стран. Минералогов России объединяет Российское минералогическое общество, входящее в состав Европейского минералогического союза.

В Российской Империи минерологами были А.А.Ауэрбах, М.И.Борх, П.И.Вагнер, В.И.Вернадский, М.И.Кантор, В.В.Карандеев, П.А.Кочубей, Я.В.Самойлов. В Российской федерации - Д.Н. Артемьев, А.Е.Арцруни, А.Г.Бетехтин, В.В.Бирюков, В.П.Бондарев, Н.С.Бортников, В.И.Вернадский, Р.В.Галиулин, К.Д.Глинка, М.Я.Дара, М.Д.Дорфман, Н.Д.Дронова, Ю.М.Дымков, А.Г.Жабин, Д.К.Зверев, И.К.Керштенс, М.И.Койфман, Н.И.Кокшаров, М.П.Кондратьев, А.В.Лаврский, М.В.Ломоносов, Д.А.Минеев, Б.С.Митропольский, Н.А.Смольянинов, В.С.Соболев, В.И.Степанов, М.А.Толстопятов, А.П.Ушаков, Е.С.Фёдоров, Н.М.Федоровский, А.Е.Ферсман, Б.В.Чесноков, И.И.Шафрановский, А.В.Шубников, Н.П.Юшкин, Л.К.Яхонтова и т.д.

Минерал (нем. Мinеrаl или фр. minéral, от позднелат. (аеs) minerale - руда) - природное тело с определенным химическим составом и упорядоченной атомной структурой (кристаллической структурой), образующееся в результате природных физико-химических процессов и обладающее определённым химическим составом и физическими свойствами. Является составной частью земной коры, горных пород, руд, метеоритов. Изучением минералов занимается наука минералогия. В настоящее время установлено около 4900 минеральных видов, более 4660 из которых было одобрено Международной минералогической ассоциацией. Однако лишь несколько десятков минералов (около 100) пользуются широким распространением. Они входят в состав горных пород и называются породообразующими.

В последнее время усилиями рекламодателей минералами стали ошибочно называть также биологически значимые элементы (микро- и макроэлементы), входящие в состав биодобавок, что вносит путаницу в терминологию и дезориентирует покупателя.

Минералы издавна привлекают своей красотой, правильной формой кристаллов, «магическим» блеском граней. Вся история и культура человечества теснейшим образом связана с минералами. Область их применения поистине необъятна – от примитивных орудий труда и незатейливых украшений и талисманов до компьютеров и космических аппаратов. С рядом минералов связаны различные легенды, приписывающие им феноменальные свойства, некоторые из этих свойств на самом деле установлены.

По-разному образуются минералы на нашей планете: одни возникают  из газовой фазы на огромных глубинах земной коры и при больших давлениях; другие выпадают из горячих растворов; третьи кристаллизуются при внедрении  магмы из мантии в земную кору; четвертые  связаны с процессами вулканических извержений.

В природе минералы существуют в виде индивидов, т.е. отдельных  кристаллов, но обычно не поодиночке, а в сообществах, которые называют минеральными агрегатами. Ими сложены все горные породы и руды. Понятия «индивид» и «агрегат» соотносятся между собой как часть и целое и в какой-то мере являются взаимно проникающими противоположностями.

По форме расположения индивидов агрегаты бывают зернистые (преобладают), спутанно- и радиально-волокнистые, параллельно-шестоватые и др. Взаимоотношения между индивидами сложны и бесконечно разнообразны.

 

 

Классификация минералов

 

Значительное обилие минералов  к настоящему времени имеет определённую классификацию. Это связано с различным подходом к минералам для решения конкретных геологических задач:

• разделение минералов по их количественному содержанию и частоте встречаемости в земной коре – все минералы делятся на 2 группы: редкие и породообразующие;
• генетическая классификация – минералы разделяются по способу образования, при этом учитываются их физические свойства и внешние признаки;
• кристаллографическая классификация – за основу принята их внешняя форма;
• кристаллохимическая (основная) классификация – в её основе лежат внутренняя структура и химический состав минералов.

Согласно кристаллохимической  классификации все минералы разделяются  на 10 основных классов: I – силикаты; II – карбонаты; III – оксиды; IV –  гидроксиды; V – сульфиды; VI – сульфаты; VII – галоиды; VIII – фосфаты; IX – вольфраматы; X – самородные элементы.

 

 

Списки минералов

Список драгоценных и  полудрагоценных минералов

• Алмаз (С) – драгоценный минерал (большой показатель преломления, наряду с высокой прозрачностью и достаточной дисперсией показателя преломления (игра цвета) делает алмаз одним из самых дорогих)

Класс – самородные элементы

Твердость - 10

Цвет - бесцветный, желтоватый, коричневый, иногда зеленый, синий, красноватый, черный

Цвет черты - отсутствует

Блеск - алмазный

Прозрачность - прозрачный

Плотность - 3,47-3,55 г/см³

Показатель преломления - 2,417-2,419

Используется - Подавляющая  часть (по стоимости) природных алмазов  используется для производства бриллиантов. Исключительная твёрдость алмаза находит своё применение в промышленности: его используют для изготовления ножей, свёрл, резцов и тому подобных изделий. Также применяются в квантовых компьютерах, в часовой и ядерной промышленности. Крайне перспективно развитие микроэлектроники на алмазных подложках.  Также перспективно использование алмаза, как активного элемента микроэлектроники, особенно в сильноточной и высоковольтной электронике из-за большой величины пробивного напряжения и высокой теплопроводности.

• Хризолит ((Mg,Fe)2SiO4) – драгоценный минерал

Класс - силикаты

Твердость – 6,5-7

Цвет - золотисто-зеленый  разных оттенков

Цвет черты - белый

Блеск - стеклянный

Плотность - 3,2-4,3 г/см³

Показатель преломления - 1,64-1,70

Используется 

• Эвклаз (AlBe[SiO₄](OH))

Класс - силикаты

Твердость – 7,5

Цвет - бесцветен, цвета морской волны или бледно-голубой

Цвет черты – белый

Блеск – стеклянный

Прозрачность - прозрачный

Плотность – 3,10 г/см³

Показатель преломления  – 1,652-1,672

Используется - Коллекционеров и ювелиров привлекает нежно-голубой цвет и яркий стеклянный блеск камня. Используется в ювелирных изделиях, хотя очень совершенная спайность и хрупкость усложняют его обработку.

• Корунд  (Al₂O₃)

Класс - оксиды

Твердость - 9

Цвет - широко варьирует от бесцветного и серого до различных оттенков красного, синего или фиолетового

Цвет черты – белая

Блеск - сильный металлический, до матового

Плотность - 3,9-4 г/см³

Используется - корунд как минеральный вид имеет следующие разновидности:

• Рубин, «красный яхонт» — красного цвета; драгоценный камень первой категории, цена прозрачных хорошо окрашенных экземпляров бывает больше, чем у алмазов.
• Сапфир.
• «синий яхонт» — синего цвета разной интенсивности. При умеренно-интенсивной васильково-синей окраске — драгоценный камень первой категории, но ценится значительно ниже рубина. Слишком тёмные или слишком светлые сапфиры довольно дёшевы.
• зелёный
• фиолетовый
• Падпараджа — жёлтый или оранжево-жёлтый.
• Звёздчатый рубин — экзотический драгоценный камень с эффектом астеризма, обрабатывается в виде кабошона.
• Лейкосапфир или «Восточный алмаз» — бесцветный и совершенно прозрачный корунд; недорогой драгоценный камень.
• Обыкновенный корунд — непрозрачный, крупно- или мелкозернистый, сероватого цвета. Иногда в крупных непрозрачных кристаллах. Благодаря высокой твердости его используют как абразивный материал, из-за высокой температуры плавления используется как огнеупорный материал, а также при изготовлении эмалей.

Крупные хорошо образованные кристаллы  добываются как коллекционные экспонаты.

Синтетический корунд

В качестве абразива широко применяется искусственный корунд, получаемый термической обработкой различного высокоглинозёмного сырья. Из корунда изготавливаются режущие диски для шлифовально-режущих машин. Искусственный корунд ранее применялся при изготовлении корундовых игл (вместо дорогих алмазных) — для воспроизведения записи грампластинок в электропроигрывающих устройствах, радиолах.

• Таффеит (Mg₃Al₈BeO₁₆) -  очень редкий минерал, открытый необычным образом благодаря наблюдательности графа Тааффи, в чью честь он назван. Драгоценный камень сиреневого цвета, как считают, в миллион раз более редок чем бриллианты.

Класс - оксиды

Твердость – 8-8,5

Цвет – сиреневый, бледный розовато-лиловый

Плотность – 3,6 г/см³

Показатель преломления - 1,777

Используется только в качестве драгоценного камня.

 

 

• Берилл (Al₂[Be₃(Si₆O₁₈)]) - некоторые из разновидностей берилла в частности, изумруд и сочно окрашенный аквамарин, относятся к драгоценным камням.

Класс - силикаты

Твердость - 7,5-8

Цвет - зелёный, голубой, жёлтый, красный, белый.

Цвет черты - белая

Плотность - 2,6-2,9 г/см³

Используется как ювелирный (драгоценный) минерал.

• Шпинель (MgAl₂O₄) - один из драгоценных камней, известных с глубокой древности.

Класс - оксиды

Твердость - 8

Цвет - бесцветный, красный, розовый, голубой, зелёный, фиолетовый, жёлтый.

Цвет черты - серовато-белый

Плотность – 3,57-3,72 г/см³

Показатель преломления - 1,71-1,76

Используется как ювелирный (драгоценный) минерал.

• Гиацинт (Zr[SiO₄]) -  минерал, драгоценный камень, прозрачная красновато-коричневая марганецсодержащая ювелирная разновидность циркона с сильным алмазным блеском.

Класс - силикаты

Твердость - 7 - 7,5

Цвет - красно-коричневый, жёлтый, жёлто-красный

Цвет черты - белый

Плотность – 3,9-4,8 г/см³

Показатель преломления - 1,777-1,987

Используется - очень редкий, ценимый коллекционерами и ювелирами камень (огранка обычно фасеточная, как у бриллианта, редко кабошон). Вес камня обычно 1-4 карата, исключительно редко до 10 карат. Самый большой в мире огранённый гиацинт весит 75,8 карат (красно-бурый, из Бирмы).

• Гранат (R²⁺₃ R³⁺₂ [SiO₄]₃)

Класс - силикаты

Твердость - 7

Цвет - красный, ярко-красный, оранжевый, лиловый, зелёный, фиолетовый, чёрный, хамелеоны (при свете солнца — синевато-зелёный, под светом электрической лампы - лилово-зелёный)

Цвет черты - белый

Плотность - 3,47-3,83 г/см³

Используется - гранаты применяются в абразивной (гранатовые шкурки, порошки и точильные круги) и строительной промышленности (добавки в цемент и керамические массы), иногда как заменитель сапфира и рубина в приборостроении, в электронике (как ферромагнетик). Для нужд промышленности разрабатываются методы синтеза искусственных аналогов некоторых гранатов с заданными свойствами: кристаллы для лазеров, тонкие плёнки гранатовой структуры («гранатовый диод») для создания оптических диодов. Для абразивной промышленности пригодны преимущественно железистые гранаты. Большое значение для выяснения пригодности гранатов в промышленности имеют высокая твердость, способность при измельчении раскалываться на частицы с остроугольными режущими краями, приклеиваемость к бумажной и полотняной основам.

Прозрачные и полупрозрачные, красиво окрашенные гранаты используются в ювелирном деле. К драгоценным камням обычно относятся следующие (в порядке возрастания их ценности: альмандин, пироп, родолит, гессонит, гроссуляр, топазолит, демантоид. Хорошо оформленные кристаллы, щетки и друзы представляют собой прекрасный коллекционный материал. Наиболее популярны кристаллы непрозрачного и полупрозрачного альмандина однородного или зонального строения, окрашенные в темно-вишневые, буровато-коричневые и буровато-красные цвета.

 Высокой декоративностью  характеризуются сростки кристаллов  и друзы андрадита и гессонита из месторождений в известковых скарнах (Дашкесан в Азербайджане и Синереченское месторождение коллекционного андрадита в Приморье).

• Кварц (SiO₂)

Класс - оксиды

Твердость - 7

Цвет - бесцветный, белый, фиолетовый, серый, жёлтый, коричневый

Цвет черты - белый

Плотность – 2,6-2,65 г/см³

Показатель преломления - 1,544

Используется  - в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик), в электронных приборах («кварцем» в техническом сленге иногда называют кварцевый резонатор — компонент устройств для стабилизации частоты электронных генераторов). В больших количествах потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и чистый кварцевый песок). Также применяется в производстве кремнезёмистых огнеупоров и кварцевого стекла. Многие разновидности используются в ювелирном деле.

• Турмалин (Na(Li,Al)₃Al₆[(OH)₄|(BO₃)Si₆O₁₈])

Класс - силикаты

Твердость - 7-7,5

Цвет - розовый, красный, оранжево-коричневый, зелёный, синий, красно-фиолетовый, бесцветный, чёрный, полихромный.

Цвет черты - белая

Плотность – 3,02-3,26 г/см³

Показатель преломления - 1,616-1,652

Используется - крупные кристаллы турмалина применяют в радиотехнике.

В зависимости от цвета  и прозрачности одни разновидности  турмалина относятся к драгоценным камням, другие — к поделочным. Наиболее высоко ценимы прозрачные разновидности зелёного, синего и малиново-красного цвета, а также полихромные зелёно-красные.

 

• Опал благородный (SiO₂·nH₂O)

Класс - оксиды

Твердость - 5,5-6,5

Цвет -  молочно-белый или желтоватый, голубой и чёрный

Цвет черты - белый

Плотность - 1,96-2,20 г/см³

Показатель преломления - 1,44-1,46

Используется - благородный опал принадлежит к драгоценным камням; лучшие образцы ценятся очень дорого. Крупнейший Опал Нониуса - величиной с большой орех. Чтобы лучше проявилась цветовая игра благородных опалов, им придают круглую или овальную форму кабошонов или другие мягко выпуклые формы, в зависимости от того, как это позволяет сырой материал.

• Опал огненный (мексиканский) или болдер (SiO₂·nH₂O)

Класс - оксиды

Твердость - 5,5-6,5

Цвет - от прозрачного до полупрозрачного, главным образом с цветами от гиацинтово-красного до винно-жёлтого, бывают почти красные, и видна игра цветов под определёнными углами.

Цвет черты - белый

Плотность - 1,96-2,20 г/см³

Показатель преломления - 1,44-1,46

Используется - огненный опал широко используется в ювелирном деле: обрабатывается в виде кабошонов и гранится.

• Топаз (Al₂[SiO₄](F,OH)₂) – полудрагоценный минерал

Класс - силикаты

Твердость - 8

Цвет - бесцветный, золотисто-жёлтый, бледно-голубой, жёлтый,

желтовато-коричневый, фиолетово-красный, розовый

Цвет черты - белый

Плотность – 3,49-3,57 г/см³

Показатель преломления - 1,606-1,638

Используется - в качестве драгоценного камня бесцветный топаз пользуется малым спросом и стоит недорого. Но по-прежнему ценятся экземпляры, природноокрашенные в золотисто-розовый, голубой и винно-жёлтый цвета. Бесцветный топаз слишком слабо отличается от кварца. Однако в виде хорошо образованных кристаллов он сохранил свою привлекательность для минералогических коллекций. Кристаллы топаза часто огранены множеством граней. Особо ценятся прозрачные кристаллы с включениями и «полихромные», двухцветные кристаллы. Например, встречаются редкие экземпляры топаза с зонами голубого и винно- жёлтого цвета в одном кристалле. После огранки они за счёт смешения составных цветов выглядят зеленоватыми, смотрятся необычайно красиво и высоко ценятся.

• Танзанит (Ca₂Al₃(SiO₄)(Si₂O₇)O(OH))

Класс - силикаты

Твердость - 6,5-7

Цвет - сапфирово-синий до аметистово-фиолетового

Цвет черты - белый

Плотность – 3,35 г/см³

Показатель преломления - 1,691-1,700

Используется - в изготовлении ювелирных изделий.

• Циркон (ZrSiO₄)

Класс - силикаты

Твердость - 7,5

Цвет - коричневый, красновато-коричневый, бесцветный, серый, зелёный

Цвет черты - белый

Плотность - 4,6-4,7 г/см³

Используется –

• Циркон является основным минералом-источником циркония и гафния. Также из него извлекают различные редкие элементы и уран, которые в нём концентрируются.
• Цирконовый концентрат используется при производстве огнеупоров.
• Высокое содержание урана в цирконе делает его удобным минералом для определения возраста методом уран-свинцового датирования.
• Прозрачные кристаллы циркона используются в ювелирных украшениях (гиацинт, жаргон). При прокаливании циркона получают путём отжига ярко-голубые камни, носящие название старлит.

 

• Андалузит (Al₂SiO₅)

Класс - силикаты

Твердость -7,5

Цвет - серый, жёлтый, бурый, золотистый, оранжево-коричневый, розовый, красный, тёмно-зелёный, бесцветный.

Цвет черты - белый

Плотность – 3,12-3,18 г/см³

Показатель преломления - 1,641-1,648

Используется - андалузит применяется для производства высокоглинозёмистых огнеупоров и тонкокерамических изделий (пирометрических трубок, изоляторов). Не требует предварительного обжига, так как при нагревании незначительно увеличивается в объёме (до 5%). Огнеупорность андалузитовых пород до 1850°C.

 

 

Список поделочных минералов

• Кварц: горный хрусталь, аметист (празеолит), цитрин, аметрин, раухтопаз, морион, волосатик, халцедон (хризопраз, сердолик, агат (моховой агат), оникс, яшма), опал, авантюрин.
• Нефрит.
• Жадеит.
• Родонит (орлец).
• Лазурит.
• Малахит.
• Бирюза.
• Чароит.
• Змеевик (серпентин).
• Симбирцит.

Список минералов органического  происхождения.

• Янтарь
• Жемчуг
• Перламутр
• Гагат
• Коралл

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ В МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Мало кого можно удивить  тем, что красивые коллекционные  образцы можно найти на Урале, на Кольском полуострове, в Саянах, на Байкале, на Чукотке и еще много где вдали от столицы нашей родины Москвы. Но совсем немного людей знает о том, что красивые и редкие камни можно найти в Московской области и даже в самой Москве. Главное и наиболее известное месторождение самоцветных камней в Подмосковье - это Щуровский карьер. Его основное назначение - добыча известняка, сырья для одноименного цементного завода. Любителям камня это месторождение любовно называемое "Голутвин" (по названию железнодорожной станции в городе Коломна) интересно как кладезь уникального коллекционного материала. В карьере для поисковика интересны все горизонты разработки.