Минерал антимонит и его структура - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа
Главная
Геология, гидрология и геодезия
Минерал антимонит и его структура
Исторические свойства и химический состав. Структура и диагностические признаки минерала. Генезис и месторождения. Габитус и изменения кристаллов антимонита. Определение рентгенометрических характеристик. Моделирование структуры кристаллов антимонита.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Курсовая работа содержит 19 страниц печатного текста, 9 рисунков, 3 таблицы, одну штрих-диаграмму и 11 литературных источников.
АНТИМОНИТ, СТИБНИТ, СУРЬМА, СУЛЬФИД СУРЬМЫ, ХАЛЬКОГЕНИД, РЕНТГЕНОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ, КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
В данной работе исследовались химико-минералогические свойства, структура и условия образования антимонита.
Целью работы являлось изучение и описание структуры антимонита, моделирование его структуры и расчет рентгенограммы.
1. Минералогические сведения об антимоните
1.1 Исторические свойства и химический состав
1.2 Структура и диагностические признаки минерала
1.4 Габитус и изменения кристаллов антимонита
1.5 Практическая значимость антимонита
2. Моделирование структуры кристаллов антимонита
2.1 Определение рентгенометрических характеристик
Антимонит является источником сурьмы, имеющей широкий спектр практического применения: это и производство антифрикционных сплавов для тяжелой промышленности, и использование в процессах вулканизации резины, а так же в текстильном и стекольном производствах. Из вышесказанного следует, что практическая значимость данного минерала предъявляет высокие требования к изучению свойств и исследованию структурных особенностей антимонита.
В данной курсовой работе выполнен анализ литературных источников содержащих структурно-минералогические сведения об антимоните, в результате сопоставления полученных данных сделаны выводы и рассчитаны рентгенометрические характеристики. На основе полученных данных смоделирована структура антимонита.
1. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АНТИМОНИТЕ
1.1 Исторические сведения и химический состав
По одной из версий, название минерала антимонит связывают с греческим «антемон» - цветок, за сходство радиально-лучистых сростков кристаллов с цветами сложноцветных растений. По другой версии, название происходит от латинского слова «антимониум» - сурьма. Так же используются и названия синонимы: стибнит, сурьмяный блеск [2,7,9].
Антимонит имеет химическую формулу Sb2S3, состоит на 71,4% из сурьмы, на 28,6% из серы, отмечаются примеси As, Pb, Ag, Cu, Fe, связанные в основном с механическими загрязнениями [2,7,9].
Антимонит относится к типу халькогенидов, подтипу сульфидов, семейству сульфидов халькофильных элементов и подсекции сульфидов неполновалентных p-катионов. Структура антимонита имеет ромбическую сингонию, ромбо-дипирамидальный вид симметрии 3L23PC, параметры ячейки: a0 = 11.20 Е.; b0 = 11.28 Е; c0 = 3.83 Е и относится к пространственной группе - Pbпm (D2h16) [2,7,10].
Цвет антимонита свинцово-, стально-серый, слегка голубоватый, часто с голубовато-синей или радужной побежалостью. Кристаллы стибнита имеют серовато-черную черту, металлический блеск, совершенную спайность по длине кристаллов {010}, определенную гибкость, ступенчатый, до неровного, излом и хорошо видимую штриховку полисинтетического двойникования по {011}, игольчатые и призматические удлиненные кристаллы имеют грубую продольную и тонкую поперечную штриховку. Так же минерал обладает твердостью 2.0 - 2.5, хрупкостью: при раздавливании образует игольчатые или пластинчатые обломки. Плотность составляет 4,52 - 4,62 г/см3, антимонит проявляет диамагнетические и диэлектрические свойства [2,7,8,17].
1.2 Структура и диагностические признаки минерала
Структура антимонита может рассматриваться как ленточная. Она состоит из параллельных лент (Sb3S6)n (рисунок 1). Половина атомов металла (Sb) имеет тройную координацию, а другая половина - пятерную. Первые атомы локализованы в вершине тригональной пирамиды, а вторые - в тетрагональной пирамиде из атомов серы. Идентичную структуру имеют висмутин Bi2S3, хоробетсуит (Bi, Sb)2S3 и гуанахуатит Bi2(S, Se)3. Ленты тесно связанных ионов Sb и S вытянуты параллельно оси С и состоят из зигзагообразных цепочек -Sb-S-Sb-S- (рисунок 2).
Рисунок 1 - Модель структуры антимонита [9] Рисунок 2 - Структура антимонита (объемная) [6]
антимонит минерал месторождение кристалл
В антимоните каждая лента бесконечна и имеет состав (Sb2S3), они ориентированы в минерале параллельно друг другу и соединены вандерваальсовыми связями (рисунок 3). В окружении сурьмы участвуют пять анионов серы, так что координационный многогранник оказывается полуоктаэдром, место шестого атома октаэдра занимает неподеленная электронная пара неполновалентной сурьмы. Полуоктаэдры связаны через общие ребра квадратных оснований в слои и обращены вершинами к середине ленты, где два слоя сходятся и, соединяясь через наклонные ребра, образуют один слой, представленный в лентах. Из внешней поверхности лент в межленточное пространство выступают неподеленные электронные пары, поэтому связи между отдельными лентами более слабые, чем между ионами внутри лент. Все это, естественно, сказывается не только на формах кристаллов, но и на таких свойствах, как спайность, твердость, хрупкость и легкоплавкость [2,5,7-9,17].
Рисунок 3 - Структура антимонита [8]
а - строение гофрированного слоя, с проекцией одной из лент на плоскость; б - пара гофрированных слоев, связанных межмолекулярными связями за счет Е-пар; в - строение группы SbS3 со схематичным изображением Е-пары
Диагностируется минерал по форме зерен, проявлению спайности, низкой твердости, окраске и цвету черты. От сходных сульфидов антимонит наиболее легко отличим по характеру растворения его в 20% растворе KOH, а также по микрохимической реакции на серу. В тонких осколках зерна антимонита просвечивают в краях красно-белым цветом и могут исследоваться в иммерсионных препаратах; минерал обнаруживает очень высокие показатели преломления и двупреломление, отрицательное удлинение. В полированных шлифах в отраженном свете антимонит имеет серовато-белый цвет отражательную способность, близкую к таковой галенита. В силу сильной анизотропии у антимонита резко выражены двуотражение и изменчивость окраски по разным кристаллографическим направлениям. Плавится в пламени свечи и паяльной трубки. В открытой трубке при прокаливании образуется SO2, густой белый дым и налет Sb2O3. Последний улетает в восстановительном пламени паяльной трубки, окрашивая его в голубовато-зеленый цвет. Характерным признаком так же является то, что спичка легко зажигается, если ею чиркнуть по антимониту, антимонитовый порошок входит в состав головок спичек. Из стандартного набора реактивов для диагностического травления пригодны лишь KOH и HNO3, эти реактивы вызывают почернение и вскипание. Структура выявляется травлением KOH. Микрохимически, непосредственно на аншлифе, методом отпечатка хорошо определяются сурьма и сера. Минерал легко плавится, выделяя белый дым. Голубоватым оттенком цвета, побежалостью, меньшей плотностью и парагенезисом отличается от висмутина. Трудно отличается иногда от буланжерита, джемсонита и подобных тиосолей. Для них больше, чем для антимонита, характерны тонкоигольчатые и спутанноволокнистые агрегаты и менее отчетлива спайность. В отличие от этих минералов антимонит сначала желтеет, а затем становится красным под действием KOH; после стирания раствора остается красное пятно. Антимонит растворяется в HNO3 и полностью растворяется в HCL с выделением H2S [2,5,9,17].
Антимонит - минерал средне- и низкотемпературных гидротермальных (телетермальных) месторождений. Из-за невысокой механической устойчивости антимонит встречается в пробах только в непосредственной близости от коренных источников жильных образований с сурьмяным, ртутно-сурьмяным, а иногда и золотым оруденением. Его спутниками являются: галенит PbS, сфалерит ZnS, пирит FeS2, марказит FeS2, киноварь HgS, реальгар AsS, аурипигмент As2S3, сульфостибниты Pb и Ag и др. К нерудным минералам-спутникам относятся: кварц, барит, кальцит, флюорит. В результате окисления образуются следующие продукты: сурьмяные охры - стибиконит Sb3O6 (OH), сервантит Sb2O4, валентинит Sb2O3, сенармонтит Sb2O3, кроме того, иногда кермезит Sb2S2O. Редкие находки в россыпях антимонита представлены угловатыми или слабоокатанными удлиненными зернами, реже - спутанно-волокнистыми агрегатами. Нередко поверхность зерен антимонита бывает покрыта пленками вторичных образований синевато-черного или беловато-желтого цвета - сенармонита, сервантита, валентинита и других сурьмяных охр. Встречается в кварцевых жилах и метасоматических окремнелых образованиях (джаспероидах), где может быть единственным рудным минералом (кварц-антимонитовые жилы в докембрийских породах Раздольнинского месторождения, Красноярский край - характерно присутствие очень похожего на антимонит бертьерита FeSb2S4; пластообразные залежи кремнистой брекчии с антимонитом Кадамджайского месторождения, Киргизия. Кварц-антимонитовые жилы, связанные с зонами дробления и брекчирования, в большом количестве известны в юго-восточной части КНР, самое крупное рудное поле Хси-Куанг-Шан, Хуань. Изредка в этих жилах встречаются киноварь, пирит; содержание антимонита доходит до 6-25% [2,5,8,17].
В подчиненном количестве антимонит встречается в жилах с более сложной минерализацией, вместе с киноварью, реальгаром, аурипигментом, блеклыми рудами в жилах Хайдаркана, Киргизии, киноварью, сфалеритом, джемсонитом, буланжеритом в Никитовке, Украина, с разнообразными сурьмяными тиосолями, пиритом, марказитом, самородным золотом, теллуридами Au и Ag: антимонит в превосходных кристаллах до 5-6 см., друзах, сферолитах установлен в вулканогенных месторождениях золота [4-6].
Определение условий образования антимонит-киноварной ассоциации по газово-жидким включениям дало температуру ниже 520 К (в основном 470 - 350 К) и давление n - 130 МПа [2,5,7,8].
Большие количества антимонита, а именно до 20-57% от массы породы, установлены в метасоматических карбонатных залежах в пределах юго-восточной части КНР (Хуань) совместно с галенитом, арсенопиритом, пиритом. Подобные залежи вместе с кварц-антимонитовыми жилами юго-восточной части КНР представляют крупнейшую в мире сурьмяную провинцию [7,8,17].
В парагенезисе с арсенопиритом, ферберитом, пиритом антимонит установлен на месторождении Креймер (Калифорния). Известно образование антимонита при разложении гетчелига (Хайдаркан, Киргизия) [2,5,17].
Из месторождений так же стоит выделить: Нароцкое и Грузинское, интересное парагенезисом антимонита с ферберитом FeWO4; Тургайское в Казахстане - в осадочно-туфогенной толще; провинция Юнань в Китае [2,5,7,8,17].
1.4 Габитус и изменения кристаллов антимонита
Габитус кристаллов имеет призматический вид, с грубой штриховкой, часто игольчатый (рисунок 4а,б). Известны и чугуноподобные сплошные мелкозернистые агрегаты. Распространены полисинтетические двойники роста по призме {110} или по пинакоиду{010} и поперечные двойники, возникающие при механической деформации. Часто радиально-лучистые, шестоватые и тонкоигольчатые до волокнистых агрегаты (рисунок 6); иногда сферолиты. Реже плотные зернистые массы. Из многочисленных установленных граней наиболее характерны следующие комбинации: призмы {110}, пинакоида {010}, пирамид {111}, {113}, {121} и др. [2,5,7-9].
а - ристаллы антимонита [2] б - кристаллы антимонита с кварцем [1] в - Шестовато-игольчатые кристаллы антимонита на друзе кварца [7]
В поверхностных условиях антимонит легко замещается различными оксидами и гидроксидами сурьмы, часто образующими превосходные псевдоморфозы по антимониту. Например, псевдоморфозы киновари по антимониту. Так же кристаллы антимонита могут деформироваться, расщепляться и замещаться растущими кристаллами кварца (рисунок 7, 8) [7,14].
Рисунок 7 - Изменения кристаллов антимонита кварцем [14]
а - Деформация и расщепление головки кристалла антимонита (1) растущей друзовой коркой кварца (2); 3 - области полисинтетического двойникования антимонита б - винтовая деформация уплощенного кристалла антимонита растущей друзовой коркой кварца
Рисунок 9. Регенерация разобщенных реликтов расщепленного, замещенного, и всесторонне обросшего кварцем кристалла антимонита. Поле 3см. М-ние Кадамджай, Киргизия [14]
1.5 Практическая значимость антимонита
Антимонитовые руды являются главнейшим источником сурьмы (до 71% Sb), имеющей разнообразное применение. Преимущественно она идет на изготовление сплавов, обладающих антифрикционными свойствами, например баббитов для подшипников. Сплавы со свинцом и цинком идут на изготовление так называемого «типографского металла», твердой дроби, частей насосов, кранов и др. Соединения сурьмы применяются также в резиновой промышленности, в процессе вулканизации резины, текстильном производстве, стекольном деле, медицине и в ряде других производств [2,7,17].
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ АНТИМОНИТА
2.1 Определение рентгенометрических характеристик
Ниже представлены рентгенометрические данные антимонита (таблица 1) и характеристика минерала из Кристаллографической и кристаллохимической Базы данных для минералов и их структурных аналогов - «МИНКРИСТ» (таблица 2) [10,11].
Таблица 1 - Рентгенометрические данные антимонита [11]
Таблица 2 - Характеристика антимонита из БД «МИНКРИСТ» (карточка № 4547) [10]
a = 11.2990 | b = 11.3100 | c = 3.8389
Количество атомных позиций на полную ячейку
Количество рефлексов для определения структуры
Длина волны для расчетных поликристалл-рентгенограмм
Линейный коэффициент поглощения, 1/см
Массовый коэффициент поглощения, см2/г
Расчеты производились на основе данных из электронной базы данных «Минкрист» по формуле Вульфа-Брэгга: 2dsin?=nл, где d - межплоскостное расстояние, ? - Брэгговский угол отражения, n - порядок отражения, л - длина волны [19].
Таблица 1 - Рентгенометрические характеристики антимонита [10,19]
Рисунок 10 - Штрих диаграмма антимонита
Структура антимонита имеет ромбическую сингонию, ромбо-дипирамидальный вид симметрии 3L23PC и относится к пространственной группе - Pbпm (D2h).
Структура антимонита может рассматриваться как ленточная. Она состоит из параллельных лент (Sb3S6)n. Половина атомов металла имеет тройную координацию (рисунок 11а), а другая половина - пятерную (рисунок 11б). Первые атомы локализованы в вершине тригональной пирамиды, а вторые - в тетрагональной пирамиде из атомов серы. Ленты тесно связанных ионов Sb и S вытянуты параллельно оси С и состоят из зигзагообразных цепочек -S-Sb-S-Sb-S- (рисунок 11в). В антимоните каждая лента бесконечна и имеет состав (Sb2S3), они ориентированы в минерале параллельно друг другу и соединены вандерваальсовыми связями (рисунок 11г).
а - 3-х валентный атом сурьмы в тригональной пирамиде из атомов серы б - 5 валентный атом сурьмы в тетрагональной пирамиде из атомов серы в - зигзагообразная цепочка -S-Sb-S-Sb-S- г - структура антимонита
В данной работе выполнен анализ литературных источников по структурным особенностям минерала антимонита, в результате чего получено подробное описание структуры, включая тип элементарной ячейки, точечную и пространственную группы симметрии антимонита, массивы данных по межплоскостным расстояниям и относительным интенсивностям бреговских линий. В оригинальной части работы произведен теоретический расчет дифракционного спектра, построена штрих-диаграмма и поэтапно изготовлена структура антимонита. В работе так же обоснована необходимость исследования структуры антимонита.
1 Батурин, Г. Н. Мышьяк, сурьма и висмут в океанских фосфоритах / Г. Н. Батурин // Доклады Академии наук. - 2008. - Т. 418, №5, февраль. - С. 660-664.
2 Бетехтин, А. Г. Курс минералогии: учебное пособие / А. Г. Бетехтин. - М.: КДУ, 2007. - 720 с. : ил., табл.
3 Боровиков, Н. С. Золото-сурьмяные месторождения Сарылах и Сентачан (Саха-Якутия): пример совмещения мезотермальных золото-кварцевых и эпитермальных антимонитовых руд. / Н. С. Боровиков [и др.] // Геология рудных месторождений. - 2010. -Т. 52, №5. - С. 381-417
4 Брызгалов, И. А. Первая находка нисбита и ауростибита в Восточном Забайкалье / И. А. Брызгалов, Н. Н. Кривицкая, Э. М. Спиридонов // Доклады Академии наук. - 2007. Т. 217, №2, ноябрь. - С. 229-231.
5 Булах, А. Г. Общая минералогия: учебник / А. Г. Булах; Санкт-Петербургский Государственный Университет. - 3-е изд. - СПБ.; Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2002. - 356 с.
6 Воган, Д. Д. Химия сульфидных минералов / Д. Д. Воган, Д. Р. Крейг. - Москва: Изд-во Мир. 1981. - 575 с.
7 Годовиков, А. А. Минералогия. 2-е изд., перераб. и доп. М., «Недра». 1983.
8 Золотарев, А. А. Определитель минералов (для студентов): учебное пособие / А. А. Золотарев, Л. Я. Крылова; Санкт-Петербургский Государственный университет. - Спб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1996. 132 с.
9 Захарова, М. Е. Минералогия россыпей. - М.: «Недра», 1994. -271 с., ил.
10 Кристаллографическая и кристаллохимическая База данных для минералов и их структурных аналогов - «МИНКРИСТ». Карточка № 4547. 27.11.2014. http://database.iem.ac.ru/mincryst/rus/s_carta.php?%E1%CE%D4%C9%CD%CF%CE%C9%D4+4547 - 20.11.13
11 Михеев, В. И. Рентгенометрический определитель минералов. - Государственной научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр. М.: 1957. 852 с.
12 Оболенский, Н. В. Рудообразование и генетические модели эндогенных рудных формаций / отв. ред. Н. В. Оболенский, В. И. Сотников, В. Н. Шарапов. - М.: Наука, 1988. - 344 с.
13 Павлова, Г. Г. Физико-химические факторы формирования Au-As-, Au-Sb- и Ag-Sb-месторождений. / Г. Г. Павлова, А. А. Боровиков // Геология рудных месторождений. - 2008. Т. 50, №6. - С. 494-506
14 Слетов, В. А. О деформации, расщеплении и замещении кристаллов антимонита растущими кристаллами кварца. / В. А. Слетов // Новые данные о минералах. - вып. 29. М., изд-во Наука, 1981.
Взято из публикации на сайте проекта «Рисуя минералы..». http://mindraw.web.ru/bibl18.htm - 15.11.2013
15 Смирнов, В. И. Рудные месторождения СССР / ред. В. И. Смирнов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1978- . Т. 2. - 1978. - 400 с.
16 Смолянинов, И. В. Влияние комплексов Ph[3] Sb(V)1 с редокс-активными лигандами на процесс пероксидного окисления in vivo / И. В. Смолянинов [и др.] // Доклады Академии наук. - 2012. - Т. 443, №1. - С. 64-68.
17 Смолянинов, Н. А. Практическое руководство по минералогии. Изд. 2-е, испр. и доп. Науч. ред. Б. Е. Карский М., «Недра», 1972. 360 с. Алф. список и указ. минералов: с. 331 - 353.
18 Спиридонов, Э. М. Ферроскуттерудит (Fe, Co) As[3] - новый минеральный вид из доломит - кальцитовых жил Норильского рудного поля / Э. М. Спиридонов, Ю. Д. Гриценко, И. М. Куликова // Доклады Академии наук. - 2007. -Т. 417, №2, ноябрь. - С. 242-244.
19 Херблат, К. Минералогия по системе Дэна / К. Херблат, К. Клейн; пер. с англ. О. А. Красильщикова, под ред. А. С. Поваренных. - М. : Недра, 1982. - 728 с. : рис., табл. - Указ. минералов: с. 723.
Исследование генезиса минералов как процесса происхождения каких-либо геологических образований. Основные типы генезиса: эндогенный, экзогенный и метаморфический. Методы выращивания кристаллов: из пара, гидротермального раствора, жидкой и твердой фазы. реферат [2,6 M], добавлен 23.12.2010
Кристаллическая структура и химический состав как важнейшие характеристики минералов. Осадочное происхождение минералов. Классификация диагностических свойств минералов. Характеристика природных сульфатов. Особенности и причины образования пегматитов. контрольная работа [2,2 M], добавлен 07.10.2013
Химический состав и физические свойства сидерита - минерала из группы кальцита; его происхождение, месторождение, особенносты добычи и направления применения. Структура наиболее распространенных известняков - брахиоподовых, фораминиферовых и мела. реферат [19,0 K], добавлен 01.03.2014
Состав и происхождение галита и сильвина. Свойства и диагностические признаки минералов группы галита. Точность измерения разностей концентрации точечных дефектов. Расчёт рентгеновских характеристик и моделирование структуры, создание модели галита. курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.06.2019
Классификация, химический состав и кристаллическая структура минералов, изоморфизм и полиморфизм. Физические процессы, определяющие рост кристаллов. Эволюционные закономерности построения минералов, их значение для познания биологической эволюции. реферат [2,2 M], добавлен 30.08.2009
Исследование основных законов геометрической кристаллографии. Характеристика строения кристаллов по типу пространственной решётки. Закономерные сростки кристаллов. Простые формы кристаллов высшей категории и кубической сингонии. Комбинации простых форм. реферат [2,3 M], добавлен 01.07.2016
Геологическое происхождение яшмы, ее разновидности и химические состав. Физические свойства минерала, основные его месторождения в мире. Применение яшмы в поделках и высокохудожественных изделиях. Торговые наименования в зависимости от многих факторов. презентация [683,9 K], добавлен 28.06.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Минерал антимонит и его структура курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Реферат: Gwen Harwood Flight Of The Bumble Bee
Практические Работы Объекты
Написать Эссе На Тему Моя Учебная Мотивация
Реферат Управление Архивами Как Элемент Управления Документацией
Реферат: Жизненный и творческий путь Антона Павловича Чехова. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Техника добывания соболя в Мазановском районе
Реферат На Тему Аутсорсинг Как Способ Минимизации Затрат
Реферат: Parent
Ванная Эссе
Что Значит Внимание К Ближнему Сочинение Рассуждение
Реферат На Тему Интеллект
Реферат: Drug Use In Sports Essay Research Paper
Как Сохранить Любовь Сочинение
Курсовая работа: Деловая карьера, ее планирование и развитие. Освоение новой работы и адаптация в новом трудовом коллективе. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Средства передвижения, используемые в туристском обслуживании. Анализ рынка транспортных средств г. Твери
Реферат: Турниры юных физиков нормы и правила
Дипломная работа по теме Гражданско-правовое положение органов местного самоуправления
Курсовая работа по теме Реструктуризация задолженности предприятия
Курсовая работа: Государство и экология. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа На Тему Управление Инвестициями
Загальна цитологія - Биология и естествознание презентация
Методологічні та організаційні засади впровадження МСБО (МСФЗ) в облікову систему України - Бухгалтерский учет и аудит реферат
Подготовка и обучение в области ГО и защиты населения от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера - Военное дело и гражданская оборона презентация