Минералогия с основами кристаллографии и петрографии (стр. 20 )

ХАЛЬКОПИРИТ (медный колчедан) - СuFeS2
Тетрагональная сингония

Название от греческих слов "халькос" - медь и "пир" - огонь. Обычно примеси In, Ag. Сплошные массы и вкрапленники. Кристаллы довольно редко. Цвет латунно-желтый, часто с синей или пестрой побежалостью. Блеск металлический, Твердость 3-4. Черта зеленовато-черная. Спайности нет. Излом раковистый до неровного.
Диагностика. От пирита отличается более низкой твердостью и более темным цветом; от пентландита - отсутствием спайности и более светлым цветом.
Происхождение. Магматический в основных горных породах в ассоциации с пентландитом и пирротином. В скарнах в ассоциации с андрадитом, магнетитом, пирротином, шеелитом. Гидротермальный в ассоциации с пиритом, сфалеритом и другими минералами. Метаморфические медистые песчаники и сланцы. Осадочные породы. В поверхностных условиях легко окисляется с образованием гидроксидов железа и различных вторичных минералов меди (малахит, азурит и др.). В зоне цементации за счет халькопирита образуется халькозин и борнит.
Значение. Важнейшая руда на медь. Иногда попутно извлекаются серебро, индий и др. металлы.

КИНОВАРЬ - HgS
Тригональная сингония

Название происходит от арабского слова "кинобари" - "кровь дракона". Обычны примеси селена (до 1%), сурьмы, мышьяка, меди, теллура. Известны толсто-таблитчатые, ромбоэдрические кристаллы. Сплошные массы от крупнозернистых до чрезвычайно мелкозернистых, вкрапленники, порошковатые налеты, примазки. Цвет от ярко - до темно красного, часто неоднородный. С поверхности постепенно темнеет. Блеск алмазный, иногда металловидный. Черта ярко красная. Спайность совершенная. Твердость 2-2.5.
Диагностика. Красный цвет минерала, красный цвет черты, совершенная спайность, парагенезис.
Происхождение. Гидротермальная в ассоциации с кварцем, антимонитом, флюоритом. В поверхностных условиях наиболее устойчива среди сульфидов и может накапливаться в россыпях.
Значение. Главный источник ртути, природная краска.

1.7.2. ДИСУЛЬФИДЫ

ПИРИТ (серный колчедан) - FеS2
Кубическая сингония

Рис.13. Кристаллы пирита

Название от греческого слова "пир" - огонь, за свойство давать при ударе искры. Изоморфные примеси кобальта, никеля и мышьяка. Кристаллы в виде кубов со взаимно перпендикулярной штриховкой на гранях, реже пентагондодекаэдры и октаэдры (рис. 13). Сплошные плотные массы, друзы, вкрапленники. Цвет соломенно-желтый, блеск металлический, черта черная. Спайности нет. Твердость 6-6,5.
Диагностика. От халькопирита и пирротина отличается формой кристаллов и высокой твердостью. От марказита - формой выделения.
Происхождение. Гидротермальный в колчеданных залежах. Известен магматический, осадочный и метаморфический пирит.
В поверхностных условиях легко окисляется с образованием сульфатов и гидроксидов железа.
Значение. Является основным сырьем для производства серной кислоты. Редко из пирита извлекают никель и кобальт.

МАРКАЗИТ - FеS2
Ромбическая сингония

Название минерала не ясно. Изоморфные примеси мышьяка, таллия, сурьмы, никеля, кобальта. Желваки, почковидные, гребенчатые, натечные агрегаты, конкреции, сферолиты, сплошные массы. Цвет латунно-желтый, блеск металлический. Спайности нет. Черта черная. Твердость 6-6,5.
Диагностика. От пирита отличается только формой выделения.
Происхождение. В основном экзогенное, иногда низкотемпературное гидротермальное. Встречается значительно реже пирита. Осадочный, в зонах окисления сульфидных месторождений. Часто в угленосных породах.
В поверхностных условиях легко окисляется (значительно легче пирита).
Значение. В совместных скоплениях вместе с пиритом используетоя как сырье для получения серной кислоты. Иногда может представлять интерес как источник таллия.

АРСЕНОПИРИТ (мышьяковый колчедан) - FeAsS
Моноклинная сингония

Название по составу минерала. Изоморфные примеси кобальта, никеля, сурьмы, селена. Псевдоромбические призматические, иногда короткопризматические кристаллы. Плотные мелкозернистые массы, агрегаты с шестоватой, радиально-лучистой структурой. Цвет от оловянно-белого до стально-серого. Блеск металлический. Спайность средняя. Черта черная. Твердость 5,5-6.
Диагностика. Оловянно-белый цвет, высокая твердость. При истирании издает характерный "чесночный" запах.
Происхождение. Характерный минерал гидротермальных жил в ассоциации с кварцем, касситеритом, вольфрамитом. Известен в скарнах.
В поверхностных условиях легко окисляется с образованием скородита Fe [AsO4]* 2Н2О и гидроксидов железа, смесей их друг с другом.
Значение. Основной источник мышьяка. Иногда попутно извлекают кобальт. Мышьяк используется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, а также в кожевенной, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Контрольные вопросы

 Напишите анионные радикалы моносульфидов, дисульфидов и сульфосолей.

 Напишите основные катионы, входящие в состав сульфидов и их аналогов.

 Приведите примеры изоморфных замещений в сульфидах.

 Какие минералы относятся к моносульфидам, их значение?

 Приведите примеры полиморфных модификаций среди сульфидов.

 Какие особенности имеют дисульфиды?

 Дайте сравнительную характеристику пирита и марказита.

 Назовите особенности физических свойств галенита, его генезис.

 Какая форма кристаллов характерна для пирита? Каковы свойства этого минерала?

 Назовите минерал, в состав которого входит медь.

 Назовите ассоциацию минералов - спутников галенита.

 Назовите изоморфные примеси, входящие в состав сфалерита.

 Какой генезис имеет киноварь?

 В чем состоит значение сульфидов для народного хозяйства?

1.8. Самородные элементы

Особенности распределения химических элементов в Земной коре определяются степенью их сродства между собой и в особенности по отношению к сере и кислороду. В соответстнии с этим В. Гольдшмидт подразделил все химические элементы на 4 группы: сидерофильные, халькофильные, литофильные и атмофильные (таблица 1). Сидерофильные элементы часто встречаются в природе в самородном состоянии. Известно около 80 представителей самородных элементов. главным образом металлов, большинство из которых встречается очень редко. Это число значительно больше, чем число химических элементов, входящих в состав этих минералов (около 30). Самородные элементы составляют немногим более 0,1% общей массы земной коры. Наиболее распространены в самородном виде благородные металлы Рt, Аu и примыкающее к ним серебро.

Некоторые химические элементы, инертные в природных условиях, встречаются исключительно или почти исключительно в самородном состоянии и носят название благородных элементов. Это прежде всего благородные газы и благородные металлы (Pt, Au, Os-осмий, Ir - иридий и др.). Самородное состояние обычно для Ag и Си. В виде крупных самородков (в основном метеоритов) известно самородное железо и его сплавы с никелем, реже кобальтом. Самородные металлы редко встречаются в чистом виде, чаще это сплавы с ограниченной или даже полной изоморфной смесимостью. Способность металлов выделяться в виде простых веществ определяется величиной нормального электродного потенциала, в зависимости от которого их располагают в ряд напряжений: К, Са, Nа, Аl, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.

Наиболее обычны в самородном состоянии металлы, стоящие в этом ряду за водородом - Сu, Hg, Ag, Pt (и платиноиды), Au. Самородное железо и никель встречаются редко и чаще имеют космическое происхождение. Самородные Рb, Sn, Zn чрезвычайно редки и возникают в каких-то особых условиях. Металлы, стоящие в этом ряду левее цинка, за исключением Al, в самородном состоянии неизвестны. Находки самородных Zn и Аl объясняются образованием на поверхности их зерен плотной защитной оксидной пленки.

Из неметаллических элементов наиболее обычны в самородном состоянии сера и углерод. Реже встречаются в самородном состоянии так называемые полуметаллы - мышьяк (As), сурьма (Sb), висмут (Bi).

Для самородных элементов характерен полиморфизм: сера ( - сера, - сера); углерод (алмаз, графит, лонсдейлит); металлическое железо ( - Fe, - Fe). Среди этих минералов обычны твердые растворы типа Au-Ag; Pt-Fe и другие. Их можно рассматривать как сплавы природного происхождения. Огромно количество искусственно получаемых интерметаллических соединений.

По типу кристаллохимических связей среди самородных элементов можно выделить три группы соединений:
  1. С металлической связью - металлическая связь обусловливает такие свойства минералов как непрозрачность, сильный металлический блеск, хорошие тепло - и электропроводность. Большинство самородных металлов обладают высокой ковкостью и умеренной твердостью 2.5-4.0). Здесь характерны координационные структуры с плотнейшей кубической или гексагональной упаковкой атомов;
  2. С ковалентной и частично металлической или ван-дер-ваальсовой связями. У самородных неметаллов степень ковалентности увеличивается от Те к S, достигая максимума у алмаза; с ван-дер-ваальсовой связью - гелий, аргон и др. инертные газы.

По происхождению самородные элементы главным образом связаны с эндогенными процессами минералообразования. Минералы группы платины и железа почти всегда связаны с ультраосновными и основными магматическими породами. Золото является типичным гидротермальным минералом. Отдельные минералы возникают при метаморфических (графит) и биохимических (сера) процессах. Самородные Аg и Сu иногда в больших количествах обраэуются в зонах окисления рудных сульфидных месторождений при восстановлении их из растворов электрохимическим путем: MeS + 2e - = Ме0 + S2-. В гипергенных условиях и при метаморфизме благородные металлы сохраняются и образуют местами крупные скопления. Промышленные месторождения многих самородных металлов (золото, платина) возникают при образовании россыпей.