Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті

ГЕОЛОГИЯ

Павлодар

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті
Химиялық технологиялар және жаратылыстану факультеті
География және туризм кафедрасы

ГЕОЛОГИЯ
5В060900 – «География» мамандығы студенттеріне арналған зертханалық практикум

Павлодар

Кереку

2012
УДК 55(07)

ББК 26.3 я7

Г 35

С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің химиялық технологиялар мен жаратылыстану факультетінің география және туризм кафедрасының отырысында баспаға ұсынылды

Пікірсарапшы:

Қ. Т. Сапаров – география ғылымдарының докторы, профессор.

Құрастырушылар: А.А. Калиева, Б.А. Чашина

Г 35 Геология. 5В060900 – «География» мамандығы студенттеріне арналған зертханалық практикум / құраст. : А. А. Калиева,

Б. А. Чашина. – Павлодар : Кереку, 2013. – 68 б.
Зертханалық практикум геология пәнін оқитын студенттерге көмекші құрал ретінде құрастырылды. Әдістемелік құралда зертханалық жұмыстардың ұсынылатын тізімі студенттерге минералдардың негізгі физикалық қасиеттерін айқындау арқылы басты жынысқұрушы минералдарды анықтау, тау жыныстарының магмалық, метаморфтық, шөгінді түрлерінің құрамын анықтау, геологиялық қима құрастыру т.б. бойынша икемділіктер мен дағдыларды игеруге мүмкіндік беретін ретімен құрастылды.

УДК 55(07)

ББК 26.3 я7
© Калиева А. А., Чашина Б. А., 2013

© С. Торайғыров атындағы ПМУ, 2013

Материалдық дұрыс болуына, грамматикалық және орфографиялық қателерге авторлар мен құрастырушылар жауапты

Мазмұны
Кіріспе ......................................................................................................3

1 Зертханалық жұмыс. Кристалдардың морфологиясы..........................4

2 Зертханалық жұмыс. Минералдардың диагностикалық қасиеттері.................................................................................................5

3 Зертханалық жұмыс. Минералдардың негізгі топтарын анықтау

және оларға сипаттама беру.................................................................12

4 Зертханалық жұмыс. Магмалық тау жыныстары............................... 25

5 Зертханалық жұмыс. Метаморфтық тау жыныстары.........................28

6 Зертханалық жұмыс. Шөгінді тау жыныстары...................................32

7 Зертханалық жұмыс. Геохронологиялық кесте...................................37

8 Зертханалық жұмыс. Геологиялық карталар, геологиялық қима.........................................................................................................39

Әдебиеттер.............................................................................................41

А қосымша (міндетті). Минералдар айырғышы................................42

Ә қосымша (анықтамалық). Глоссарий..............................................57

Кіріспе
1-ші және 2-ші зертханалық жұмыстарын орындау кристалдардың симметрия элементтерін, минералдардың физикалық қасиеттерін анықтау бойынша дағдыларды игеру мақсатын көздейді. Жыныс құрушы минералдардың басты топтарын анықтау мен тау жыныстарының негізгі топтарына сипаттама бергенде (3–6 зертханалық жұмыстар), макроскопиялық анықтаудың негізгі әдіс-тәсілдері қолданылады. 7-ші және 8-ші зертханалық жұмыстарды жасау барысында студенттер стратиграфия мен геохронология бойынша білімдер алады, геологиялық карталарды оқуға және геологиялық қима құрастыруға үйренеді.

А қосымшада минералдар айырғышы келтіріліген. Ә қосымшада жыныс құрушы минералдардың басты топтарының сипаттамаларымен бірге глоссарий ұсынылады.

Практикум негізінен жаратылыс-ғылыми мамандықтардың күндізгі және сырттай бөлімдерінде оқитын студенттерге арналған.

1 Зертханалық жұмыс. Кристалдардың морфологиясы
Мақсаты

Студенттерді кристалдардың симметриясы мен олардың жиынтығы – симметрия түрін анықтауға үйрету

ҚТ ережелері – зертханада жұмыс істегенде төмендегілерге тыйым салынады:

1) химикаттар мен ерітінділердің кілегей қабықшаларына, теріге, киімге түсуге;

2) ас қабылдауға (су ішуге);

3) ауа мен иісі қатты немесе ұсақ кристалдық күйде (шаң түрінде) болатын химикаттарды ішке тартуға;

4) химикаттардың тысталған оруына, жақсы және бір мағынада оқилатын этикеткаларына назар аудару, шыны бұйымдары мен ыдыспен істегенде абай болу тиісті.

Табиғи ортада минералдар ішінде құрылысы кристалдық минералдар басым. Минералдардың көбі атомдардың заңды түрде орналасуы арқасында анық байқалатын табиғи көпбұрыштарды – кристалдарды түзейді.

Құрылысы кристалдық минералдарда симметрия байқалады. Кристалдардағы симметрияны:

1) минералды жазықтықпен бөлгенде;

2) белгілі бір осьтің төңірегінде айналдырғанда;

3) кристалдың шектелу элементтерінің (жақтары, қырлары, бұрыштары) орналасуын кристалдың орталығында орналасқан нүктемен салыстырғанда жеңілдікпен көруге болады.

Тапсырма

Кристалдардың симметрия элементтерін (жазықтығын, осін, кіндігін) анықтау

Жұмыстың барысы
1 Кристалдардың ағаштан жасалған үлгілерімен (бір қорапшада сингониялары әр түрлі болып келетін алты үлгісі) жұмыс. Кристалдармен жұмыс істеу жоспарланған барлық сабақтарда бір кристалдар жинағымен екі студент істейді. Әр бір студент кристалдардың алты үлгісін анықтау тиісті.

2 Үлгідегі симметрия кіндігінің болуын немесе болмауын анықтау және оны «С» белгісімен белгілеу.

3 Симметрия осьтері мен олардың ретін анытқау. Мысалы, 2-ретті симметрия осьтері L2 деп белгіленеді және олардың саны есептеледі. 3-ші, 4-ші және 6-ші ретті осьтері де сәйкесінше белгіленеді (L3, L4, L6). Мысалы, L6, 4L3, 3L2 т.с.с.

4 Кристалдар үлгілеріндегі симметрия жазықтықтарын анықтау. Симметрия жазықтығы «Р» әрпімен белгіленеді. Олардың жалпы саны есептеліп, дәптерге 2Р, 9Р, 6Р т.с.с түрінде жазылады.

5 Кристалдар үлгілеріндегі барлық симметрия элементтерін анықтағаннан кейін кристалдың жалпы өрнегі құрастылады, мысалы L2 2Р немесе 3L2 3PC.

6 Кесте бойынша симметрия түрін анықтау. Мысалы, L6 6L2 7РС өрнегі симметрияның 25-ші түріне жатады.

Материалдар мен құралдар
1 Екі студентке алты кристалдан келетін ағаштан жасалған кристалдардың жинағы. Сингониялары әр түрлі келетін ең қарапайым үлгілер: симметрия кіндігі болатын және болмайтын, симметрия элементтері байқалмайтын, симметрия жазықтығы болатын және болмайтын, симметрия осьтері болатын және болмайтын үлгілер.

2 Кристалдар симметриясының 32 түрі көрсетілген кесте.

Бақылау сұрақтары
1. Симметрия, симметрияның осі, жазықтығы дегеніміз не?

2. Көпбұрыштықта симметрия осі мен жазықтығын қай бөлігінде іздеу керек?

3. Көпбұрыштықта әр түрлі ретті осьтері мен жазықтықтарының ең максимальды көрсеткіші қанша болу мүмкін?

4. Симметрия дәрежесі деп нені айтады?

2 Зертханалық жұмыс. Минералдардың диагностикалық қасиеттері
Мақсаты

Студенттерде минералдардың физикалық қасиеттері туралы түсінік қалыптастыру

ҚТ ережелері – зертханада жұмыс істегенде төмендегілерге тыйым салынады:

1) химикаттар мен ерітінділердің кілегей қабықшаларына, теріге, киімге түсуге;

2) ас қабылдауға (су ішуге);

3) ауа мен иісі қатты немесе ұсақ кристалдық күйде (шаң түрінде) болатын химикаттарды ішке тартуға;

4) химикаттардың тысталған оруына, жақсы және бір мағынада оқилатын этикеткаларына назар аудару, шыны бұйымдары мен ыдыспен істегенде абай болу тиісті.

Минералдарды анықтауда әр түрлі әдістер қолданылады, олардың көбі алуан түрлі аспаптар мен аппаратураны пайдалануды жорамалдайды. Олардың қатарына микроскопиялық (арнайы поляризациялық микроскоптар мен ерекше құралдарды (шлиф және аншлиф) колдану, электрондық-микроскопиялық (жуқа дисперсиялы заттарды – сазды минералдар мен коллоидты жүйелерді электрондық микроскоп көмегімен зерттеу), рентгенқұрылымдық талдау (минералдың құрылымын рентген сәулелері көмегімен анықтау), термалық талдау (минералдардың қызу графиктерін қарастыру), спектрлік талдау (спектрографтың көмегімен зерттеу) т.б. жатады.

Минералдарды зерттеудің ең қарапайым және қол жетерлік әдісі бұл макроскопиялық әдіс немесе минералдарды сыртқы белгілеріне қарай анықтау әдісі болып табылады. Басқаша айтқанда минералдардың физикалық қасиеттерін көзбен байқап, оларды қарапайым, қол жетерлік әдістерін қолданып анықтайды.

Минералдардың оңайлықпен анықталатын белгілеріне морфологиялық ерекшеліктері, үлес салмағы (тығыздығы), түсі, жұқпа түсі, жылтырлығы, жымдастығы, мөлдірлігі және ерекше қасиеттері – сәуле сынудың екі еселенуі, магниттілігі, кристалдар жақтарындағы сызаттардың болуы, ерітілуі, дәмі, иісі т.б. жатады.

Минералдардың морфологиялық ерекшеліктері. Табиғатта минералдардың көбі әр түрлі минералдық агрегаттар күйінде кездеседі. Олардың құрылысы кристалдық, жасырын кристалдық немесе аморфты болу мүмкін. Минералдарды анықтауда олардың сыртқы бейнесі (габитусы) ерекше қасиеті болып келеді.

1-тапсырма

Кристалдардың габитусын анықтау

Жұмыстың барысы
1 Кварцтың, галиттің, флюориттің, пириттің, гипстің, кальциттің жеке табиғи кристалдарының жинағымен (екі студентке бір жинақ) жұмыс істеу

2 Минералдардың суретін дәптерге салып, олардың белгілері мен өрнегін жазу.

3 Кварцтың, кальциттің, флюориттің, пириттің, сомтұма мыстың және т.б. минералдардың қосарланған агрегаттардың жинақтарымен жұмыс істеу. Жинақта друзалар, түрпітастар, тасшемендер (секрециялар) мен тасберіштер (конкрециялар), дендриттер, оолитті түзілімдер (боксит, қоңыр теміртас т.б.), сталактиттер болу керек.

4 Үлгілерінің суреті мен белгілерін дәптерге салу.

5 Әр түрлі псевдоморфоз үлгілерінің жинағымен жұмыс жасау.

6 Әр түрлі псевдоморфоз үлгілерінің суреті мен белгілерін дәптерге салу.

2-тапсырма

Минералдардың қаттылығын анықтау

Қаттылық. Қаттылық бұл минералдардың маңызды диагоностикалық қасиеті. Минералдардың көбінде қаттылық шамасы тұрақты көрсеткіші болып келеді. Минералдардың қаттылығын анықтау үшін Моос шкаласы – стандартты минералдардың жинағы қолданылады. Шкалада минералдар қаттылықтың ұлғаю ретімен орналасқан.
Қаттылық шкаласы

Тальк – 1	Ортоклаз – 6
Гипс – 2	Кварц – 7
Кальцит – 3	Топаз – 8
Флюорит – 4	Корунд – 9
Апатит – 5	Алмас – 10

Минерал атауының оң жағында тұрған сан минералдың салыстырмалы қаттылығын көрсетеді. Қаттылық шкаласында әр бір кейінгі минерал өзінің үшкір жағымен алдыңғы минералдардың барлығында сызат қалдырады. Минералдардың қаттылығын шамалы түрде анықтау үшін келесі алмастырушы заттарды қолдануға болады. Жұмсақ қарындаштың қаттылығы – 1; тырнақтың – 2, мыс манаттың (монетаның) – 3–4; шынының – 5; ұстараның, пышақтың жүзі – 6; егеудің қаттылығы – 7.

Жұмыстың барысы
1 Минералдар жинағымен жұмыс істеу: каолинит, гипс, кальцит, слюда (мусковит немесе биотит), ангидрит, халькопирит, пирит.

2 Қаттылық шкаласы немесе дәлдігі 0,5 баллға дейінгі алмастырушы заттардың көмегімен минералдардың қаттылығын анықтау.

3-тапсырма

Минералдардың үлесті салмағын анықтау

Үлесті салмағы. Жер минералдарының үлесті салмағы (тығыздығы) бірден кем мағыналарынан (табиғи газ) 23-ке (осмийлі иридий тобының минералдары) дейін жетеді.

Минералдың үлесті салмағын жуықтап анықтау үшін қол алақында өлшейді. Минералдар жеңіл (үлесті салмағы 2,5 дейін – күкірт, графит, галит), орташа (үлесті салмағы 2,5–4 – минералдардың көбі осыларға жатады) және ауыр (үлесті салмағы 4-тен жоғары – кенді минералдар мен сомтұма минералдар) болып ажыратылады.

Жұмыстың барысы
1 Минералдардың жинағымен жұмыс жасау: гипс, галит, кварц, кальцит, флюорит, галенит, пирит, киноварь, халькопирит.

2 Үлесті салмағы бойынша осы минералдар қандай топқа жататын анықтап, төмендегі кестені толтыру.

2.1-кесте – Минералдардың үлесті салмағы бойынша бөлінуі

Үлесті салмақ топтары	Минералдар
Жеңіл (<2,5) Орташа (2,5-4) Ауыр (>4)

4-тапсырма

Минералдардың түсі мен жұқпа түсін анықтау

Минералдардың түсі мен жұқпа түсі. Минералдың түсі маңызды анықтауыш қасиеті болып келеді. Минерал атауларының көбі оның түсімен байланысты: хлорит – жасыл, родонит – қызғылт, лағыл – қызыл, азурит пен лазурит – көгілдір, көк, альбит – ақ т.с.с. аталған минералдар үшін түсі тұрақты болады. Бірақ кейбір минералдардың түсі тұрақты болмайды және қалыптасу жағдайларына, қоспалардың болуына т.б. себептерге байланысты өзгеру мүмкін. Мысалы, кварц түссіз, мөлдір (тау хрусталі), сұрғылт (раухтопаз деп аталатын сұрғылт кварц), қара (морион) болу мүмкін.

Минералдардың бірқатары фарфор пластинкасында (бисквит) өзіне тән жұқпа түсін қалдырады. Минералдың жұқпа түсі дегеніміз оның жұқа ұнтағының түсі. Мысалы, халькопирит фарфор пластинкасында жасыл реңді қара түсті сызық қалдырады, бірақ тұтастай алғанда оның түсі латунь тәрізді сары болып келеді, аурипигмент сары түсті сызық қалдырады т.с.с.

Кейбір жағдайларда минералдың жұқпа түсі – бұл нақты диагностикалық белгісі болып табылады. Мысалы, магнетиттің, гематит пен гидрогетиттің түрлері бір-біріне ұқсас келеді. Бірақ олардың жұқпа түстері әр түрлі: магнетит – қара сызық береді, гематит – шиелі-қызыл, гидрогетит – қоңыр немесе сары сызық қалдырады.
Жұмыстың барысы
1 Түсі тұрақты болатын минералдармен: пирит, халькопирит, азурит, малахит, киноварь және түсі тұрақсыз болатын сүт түсті кварц, раухтопаз, морион, қызғылт кварц, тау хрусталі, флюорит (жасыл, түссіз, күлгін, сары т.б.) минералдарымен жұмыс жасау.

2 Минералдарды түсіне байланысты топтастыру және дәптерге кесте түрінде жазу.

3 Минералдардың жұқпа түсін фарфор пластинкасы арқылы анықтау. Минералдар жинағына пирит, халькопирит, киноварь, аурипигрит, магнетит, гематит, гидрогётит, кальцит, гипс, галит, азурит, сфалерит, галенит кіреді.

4 Минералдардың жұқпа түсін анықтау және дәптерге 2.2 және 2.3–кестелер түрінде жазу.

2.2-кесте – Минералдардың түсі

Тұрақты түсі	Айнымалы түсі	Минералдардың түрлері	Түсі
Азурит – көгілдір		Тау хрусталі	Күлгін
Малахит – жасыл		Аметист
Пирит – ашық-сары	Кварц	Сұрғылт кварц	Сұрғылт
Халькопирит –латунь түсті сары		Морион	Қара
Киноварь –шымқай-қызыл	Жасыл Күлгін	Флюорит	Жасыл Күлгін Түссіз

5-тапсырма

Минералдардың жылтырлығын анықтау. Минерал бетінен шағылыстырылған жарықтың қарқындылығын минералдың жылтырлығы деп атайды. Жылтырлығына қарай минералдар үш топқа бөлінеді: жылтырлығы металдық, жартылай металдық және бейметалдық. Бейметалдық жылтырлығы тән минералдар бірнеше түрлерге бөлінеді: алмасша, құбыла, шыныша, жібекше, майлы, балауызды, күліңгір т.б.
2.3-кесте – Минералдардың жұқпа түсін анықтау

Жұқпа түсі	Минерал мысалдары
Қызыл	Киноварь
Сары	Аурипигмент, гидрогётит
Қоңыр	Сфалерит, гидрогётит
Шиелі-қызыл	Гематит
Қара	Магнетит, галенит
Көгілдір	Азурит
Ақ	Гипс
Түссіз	Галит, кальцит
Жасыл-қара	Халькопирит

Жұмыстың барысы
1 Минералдардың жылтырлығын анықтау: пирит, галенит, графит, кварц, мусковит, опал, талшықты гипс (немесе асбе­ст), сфалерит, күкірт, нефелин, каолинит.

2 Минералдың жылтырлығының түрін анықтау және төмендегі кесте түрінде толтыру (2.4–кесте).

2.4-кесте – Минералдар жылтырлығының түрлері

Жылтырлығы	Минералдардың мысалдары
Металдық	Пирит, халькопирит, галенит
Жартылай металдық	Графит
Бейметалдық, оның ішінде ііііішіндеішінделический, в т.ч.
Алмасша	Сфалерит, күкірт (жақтарында)
Құбыла	Мусковит
Шыныша	Кварц (жақтарында)
Майлы	Кварц пен күкірт (омырылымында), нефелин
Жібекше	Талшықты гипс, асбест
Балауызды	Опал
Күліңгір	Каолинит

6-тапсырма

Минералдардың жымдастығы мен омырылымын анықтау

Жымдастық пен омырылым. Жымдастық – кристалдық құрылысы тән минералдардың тегіс жылтыр беттердері түріндегі белгілі бір кристалдық бағыттар бойынша жарылу қабілеті.

Жымдастықтың бес түрі ажыратылады:

1 Өте анық – минерал жұқа пластинкаларға жеңілдікпен бөлінеді.

2 Анық – минерал тегіс беттерге бөлінеді.

3 Орташа – жарғанда тегіс және тегіс емес беттер де байқалады.

4 Нашар – тегіс беттерін табу қиынға түседі.

5 Өте нашар – минералды жарғанда кедір-бұдыр, ұлутасты беттерге бөлінеді, жымдастық жазықтықтары өте сирек жағдайда байқалады.

Омырылым – минералды жарғанда пайда болатын беті. Жымдастығы анық немесе өте анық минералдарда омырылы тегіс немесе сатылы, талшықты минералдарда – тікенекті омырылым байқалады. Жымдастығы анық көрінбейтін немесе аморфты минералдарда омырылымның өзге түрлері кездеседі: бақалшақты, кедір-бұдыр, жерлі, түйірлі т.б.
Жұмыстың барысы
1 Минералдардың жымдастық дәрежесі мен жымдастықтың бағыттар санын анықтау: слюдалар, гипс, дала шпаты, галенит (ірі кристалдық), кварц, галит, пирит.

2 Минералдардың жымдастығы мен омырылымын анықтап, кесте толтыру (2.5–кесте).

7-тапсырма

Минералдардың ерекше қасиеттерін анықтау

Минералдардың ерекше қасиеттері. Кейбір минералдарды олардың ерекше қасиеттеріне қарай дәлірек анықтауға болады: сәуле сынудың екі еселенуі (исландия шпаты), магниттілігі (магнетит, пирротин), ерітілуі (галит суда ериді, кальцит – сұйықталған тұз қышқылында), иісі (фосфорит кесектерін үйкелегенде - жанған сүйектің иісі, ал арсенопириттің кесектерінен – сарымсақтың иісі шығады), серпімділігі мен оралымдығы (слюданың парақшалары оралымды, серпімді болады, ал гипстің парақшалары тез сынады) т.с.с.
Жұмыстың барысы
1 Минералдардың ерекше қасиеттерін анықтау: исландия шпаты, слюда, парақты гипс, магнетит, галит, кальцит (барлығынан бір кесектен), арсенопирит, фосфорит (екі кесектен).

2 Алынған мәліметтерді дәптерге жазу: исландия шпатының кристалы мен екіеселенген жазуды салу, тұз қышқылымен реакция түсу барысын жазу т.б.

Бақылау сұрақтары
1. Құлпырым және оның қалыптасуы?

2. Минералдар түсінің табиғаты?

3. Минералдардың үлесті салмағының айырмашылықтары немен түсіндіріледі?

4. Минералдардың физикалық қасиеттері деген ұғым нені білдіреді?

5. Минералдардың физикалық қасиеттері түсінігіне не жатады?

6. Жымдастығы анық минералдар тобына қандай минералдардың түрлері жатады?

7. Ұлуасты омырылымы тән минералдарды атаңыз.
3 Зертханалық жұмыс. Минералдардың негізгі топтарын анықтау және оларға сипаттама беру
Мақсаты

Студенттерді минералдардың негізгі топтарын анықтауға және оларға сипаттама беруге үйрету

ҚТ ережелері – зертханада жұмыс істегенде төмендегілерге тыйым салынады:

1) химикаттар мен ерітінділердің кілегей қабықшаларына, теріге, киімге түсуге;

2) ас қабылдауға (су ішуге);

3) ауа мен иісі қатты немесе ұсақ кристалдық күйде (шаң түрінде) болатын химикаттарды ішке тартуға;

следующая страница>