Почвоведение и инженерная геология

При камеральной обработке собранных в поле образцов минералов и горных пород в лабораториях применяются точные методы: определяются оптические константы минералов, изучаются их кристаллографические свойства, радиоактивность, люминесценция, пьезоэлектрические и магнитные свойства, детально исследуется химический состав минералов при помощи химического и физического анализа, а также используются рентгеновский и различные термические методы.

Изоморфизм. Под изоморфизмом понимают способность элементов заменять друг друга в химических соединениях родственного состава.

В этом случае кристаллическая решетка данного вещества допускает замену одних компонентов (например, Мg

) другими (например, Fе

). Два вещества могут заменять друг друга в том случае, если они обладают аналогичной химической формулой и соответственные ионы обоих веществ имеют одинаковые по знаку заряды, а размер ионов и степень поляризации их близки. Так, ионный радиус Мg

– 0,75•10

м, Fе

– 0,79•10

м, Fе

– 0,67•10

м, А1

– 0,57•10

м.

Изоморфные смеси широко распространены в природе, например Мg

SiO

– форстерит и Fе

SiO

– фаялит. Их изоморфная смесь представляет собой минерал оливин, широко встречающийся в природе: т Мg

SiO

n Fе

SiO

. Все три минерала (форстерит, фаялит и оливин) кристаллизуются в ромбической сингонии.

Изоморфные замещения играют большую роль в образовании минералов и важны для формирования почв, в частности их минерального состава и плодородия.

Полиморфизм. Под этим явлением понимается способность одинаковых по химическому составу веществ образовывать различные структуры. Примерами полиморфных веществ могут быть алмаз (С – кубическая сингония) и графит (С – гексагональная сингония), пирит (FеS

– кубическая) и марказит (FеS

– ромбическая сингония). Очень трудно подыскать в природе пример столь большого отличия, какое существует между алмазом и графитом – двумя полиморфными модификациями углерода.

Алмаз – самый твердый минерал (твердость 10), прозрачный, с сильным блеском, спайность совершенная, плохой проводник электричества; графит – мягкий, землистый (твердость 1–2), непрозрачный, черный, блеск металловидный, спайность весьма совершенная, хороший проводник электричества.

Псевдоморфизм.