Курсовая работа по геологии на тему Понятие о зонах регионального метаморфизма. Характеристика простых форм кристаллов кубической сингонии (гексаэдр, ромбоэдр, тетраэдр, тригонтриоктаэдр). Макроскопическое изучение физических свойств минералов группы каркасных силикатов. Описание пород груп

ВВЕДЕНИЕ
Кристаллография — это наука о кристаллах. Кристаллическое состояние определяется способом строения вещества. Кристаллы отражают упорядоченное расположение элементарных частиц (атомов, ионов, молекул), из которых они состоят, и определяют их правильную геометрическую форму. Современная кристаллография включает в себя принципы, касающиеся внешней формы кристаллов (геометрическая кристаллография), атомно–молекулярной структуры кристаллов, определяемой с помощью различных аналитических методов, таких как дифракция рентгеновских лучей, дифракция электронов и дифракция нейтронов (структурная кристаллография), физические свойства кристаллов (физическая кристаллография), состав кристаллических веществ (кристаллохимия) и теория кристаллогенеза (т.е. образования кристаллов). Зарождение кристаллографии как науки относится к 17 веку. Одной из первых научных интерпретаций форм кристаллов стала книга Иоганна Кеплера "О шестиугольных снежинках" (1611) [1].
Справка: И. Кеплер (1571-1630) высказал мнение, что форма снежинок (кристаллов льда) является следствием общего расположение составляющих их частиц. Из книги Иоганна Кеплера "Поскольку каждый раз, когда начинается снегопад, первые снежинки имеют форму шестиугольной звезды, на это должна быть причина. Ибо если это случайность, то почему нет пятиугольных или семиугольных снежинок, почему всегда падают шестиугольные снежинки, если только они не теряют свою форму от столкновений, не слипаются во множестве, а редко и по отдельности? Когда я недавно обсуждал с кем-то эту тему, мы сошлись во мнении, прежде всего, что причину следует искать не в субстанция, но действующее начало..." [1].
В 1783 году французский ученый Рене Жюст Хауи (1743-1822) обнаружил, что кристаллы расщепляются по прямым плоскостям, которые сходятся под постоянными углами. Р. Джей Хауи уронил кристалл кальцита и, увидев, как он рассыпался на правильные ромбоэдры, воскликнул: "Все найдено". Он начал дробить все кристаллы, которые получал, за что получил от своих знакомых прозвище "кристаллокласт – дробилка минералов".
Формы, на которые были разделены минералы (куб, ромбоэдр, октаэдр, ромбододекаэдр), позволили ему в 1783 году предположить, что минералы состоят из атомов "многогранной" формы. Фундаментальными для его теории были законы уменьшения и постоянства углов, согласно которым формы спайности кристаллов геометрически соотносились с их первичными формами или ядрами.
Дальнейший шаг в развитии атомистической идеи кристаллов произошел в 1813 году, когда Уильям Хайд Волластон (1766-1828), английский физик и химик, заменил атомы в кристалле математическими точками, введя понятие кристаллической решетки.
Цель курсовой работы – изучить основы кристаллографии и минералогии.  
1. Понятие о зонах регионального метаморфизма
Зоны регионального метаморфизма — это области земной коры, подвергшиеся масштабному изменению горных пород под воздействием высоких температур и давлений, связанных с тектоническими процессами, такими как горообразование (орогенез). Эти изменения происходят на больших площадях и на значительной глубине, в отличие от контактного метаморфизма, обусловленного локальным воздействием магматического тела.
Ключевые характеристики зон регионального метаморфизма:
- Масштаб: Занимают обширные территории, часто сотни и тысячи квадратных километров.
- Глубина: Процессы происходят на значительной глубине в земной коре (десятки километров).
- Температура и давление: Характеризуются высокими температурами (от нескольких сотен до тысяч градусов Цельсия) и давлениями (от сотен до тысяч атмосфер), которые постепенно увеличиваются с глубиной.
- Изменения минерального состава: Оригинальный минеральный состав исходных пород (протолитов) претерпевает существенные изменения, образуя новые минералы, устойчивые при данных условиях температуры и давления. Это приводит к изменению текстуры и структуры горных пород.
- Градационный характер: Изменения происходят постепенно, образуя последовательность метаморфических зон, каждая из которых характеризуется своим специфическим набором минералов – это так называемые фации метаморфизма. Эти зоны отражают градиент температур и давлений, действующих во время метаморфизма.
- Тектоническая связь: Региональный метаморфизм тесно связан с тектоническими процессами, такими как столкновение литосферных плит, субдукция и формирование горных хребтов.
В зонах регионального метаморфизма образуются разнообразные метаморфические породы, такие как гнейсы, сланцы, кристаллические сланцы, мраморы и кварциты. Изучение этих зон позволяет реконструировать геологическую историю региона, определить условия образования горных пород и оценить тектонические процессы, которые их сформировали. Анализ минеральных ассоциаций в различных зонах позволяет определить параметры температуры и давления, действовавших в момент метаморфизма – это важный инструмент палеотермобарометрии. 
2. Характеристика простых форм кристаллов кубической сингонии (гексаэдр, ромбоэдр, тетраэдр, тригонтриоктаэдр)
Из трехмерного расположения частиц, составляющих кристалл, возник абстрактный геометрический образ - пространственная решетка. Другими словами, пространственная решетка - это трехмерная система точек, расположенных в местах, которые являются экологически эквивалентными.
Каждая пространственная решетка содержит повторяющийся элемент кристаллической структуры – примитивную элементарную ячейку. Примитивная элементарная ячейка - это наименьшая элементарная ячейка, из которой может быть построен весь кристалл. Кристалл строится путем объединения пространственных (т.е. объемных) примитивных элементарных ячеек в пространстве.
I. Примитивная элементарная ячейка представляет собой элементарный параллелепипед, регулярное повторение которого образует пространственную решет