Лекция 10 Самородные элементы (стр. 2 )

Химический состав. Содержание Ag доходит до 98-99%. Из примесей наиболее обычно Аu (чаще до 1-2%, редко 10-20% - кюстелит). Известны твердые растворы (Ag, Hg) (конгсбергит, содержит до 60% Hg, мошеландсбергит – до 70% Hg-Ag5Hg8). Установлены также примеси Sb (анимикит – до 11% Sb, алларгентум – до 8—15%, Sb в виде продукта распада с дискразитом – Ag3Sb), Bi (до 5% в чилените), As, Сu (меньше 1%), Fe (~1%), Zn (~1%), S; известен и минерал состава Ag6,2Cu0,75Bi, содержащий 72,6% Ag, 22,7% Bi и 3,92% Сu.

Структура. См. описание «группа».

Форма выделения. Проволочные образования (длиной до 25-30см при толщине до 2-3мм в кальците - (Конгсберг, Норвегия), иногда сплошные спутаннопроволочные массы, мягкие на ощупь (Фрейберг, ГДР). Реже кристаллы кубического или кубооктаэдрического габитуса (рисунок 22), дендритные сростки с размером индивидов до 1-1,5см (Мексика; Конгсберг в Норвегии). Тонкодендритные (ельчатые) выделения известны в арсенидах (Онтарио, Канада), барите (Захсен, ГДР), самородном мышьяке (Яхимов, ЧССР). Известны тонко и грубопластинчатые образования, мелкие вкрапленники (в различных сульфидах).

Свойства. Цвет на свежей поверхности серебристо-белый; постепенно тускнеет, покрываясь пленкой черного сульфида. Иногда красновато-коричневая побежалость. Блеск на свежем изломе сильный металлический. Ковкое. Излом крючковато-занозистый. Тв. 2,5 (ниже Pt!). Пл. 10-11 (ниже Pt!).

Диагностика. Характерны вторичные продукты с поверхности. Легко растворяется в HN03; при добавлении NaCl образуется белый творожистый осадок AgCl.

Образование. В виде микроскопических вкрапленников в сульфиды самородное серебро широко распространено в золоторудных (пирит, блеклая руда, галенит) и свинцово-цинковых (галенит, халькопирит, пирит, блеклая руда) гидротермальных месторождениях.

Крупные выделения гипогенного самородного серебра связаны с месторождениями двух типов.

1.  Кальцитовые жилы с органическим веществом (восстановитель серебра!). Самородное серебро (проволочное, пластинчатое, моховидное, в виде глыб), часто ртутьсодержащее (Консберг, Норвегия). В незначительном количестве известны более ранние сульфиды, арсениды Со, Ni и Fe, флюорит, аксинит-Ca2(Fe, Мn)А12[Si4O12][В03](ОН), хлорит, эпидот, кварц.

2.  Серебро-арсенидные жилы. Самородное серебро (дендритное, пластинчатое) находится в тесной ассоциации с арсенидами Со, Ni и Fe (Кобальт, Онтарио, Канада), пруститом, пираргиритом, стефанитом —Ag5SbS4 (Фрейберг, ГДР), иногда с самородным висмутом, настураном (Яхимов, ЧССР; Большое Медвежье оз., Канада). Возникновение самородного серебра многие связывают с восстановлением его из гидротермальных растворов арсенидами Со, Ni и Fe по реакциям типа

2NiAs+2Ag+—> 2Ag°+ NiAs2+ Ni2+.

Жильными минералами выступают кальцит, доломит, барит.

Крупнейшее в мире месторождение самородного серебра, связанное с арсенидами кобальта, никеля и железа – Кобальт, Онтарио (Канада)-прославилось своими крупными самородками. Здесь же были обнаружены пластины весом несколько сотен килограммов (одна из них весом 612 кг находится в здании Канадского парламента) и знаменитый «серебряный тротуар», представляющий почти сплошной самородок длиной 30м, уходящий в глубину на 18м; он дал 20т Ag.

В небольших количествах самородное серебро было обнаружено совместно с самородной медью в хлорит-цеолитовых месторождениях полуострова Кивино (оз. Верхнее, США).

Переотложением самородного серебра более поздними гидротермальными растворами из жил с полиметаллической минерализацией объясняется его образование (до 40% жильной массы с самородками до 10см в поперечнике) в карбонатных жилах с аргентитом, пираргиритом, саффлоритом, сфалеритом и халькопиритом (район Пршибрама, ЧССР).

Миграция Ag в зоне гипергенеза происходит, очевидно, преимущественно в виде сульфатных, реже бикарбонатных и карбонатных растворов и комплексных анионов. Из них серебро может восстанавливаться ионами Fe2+, арсенидами Со, Ni и Fe, органическими соединениями, выделяться электрохимическим путем.

Примером крупных месторождений гипергенного самородного серебра являются месторождения района Чаньяркильо (Чили). На них известно большое число гидротермальных жил мощностью от 2,5см до 1м, содержащих пирит, сфалерит, халькопирит, галенит, арсенопирит, арсениды Со, Ni, Fe, пирсеит-Ag16As2S1l, фрейбергит, прустит, полибазит-Ag16Sb2S11, пираргирит, заключенные в кальците, барите, кварце и сидерите. В зоне цементации руды значительно обогатились серебром за счет выноса Fe, Sb, As, S и отложения самородного серебра, акантита, дискразита – Ag3Sb, штромейерита – CuAgS, галогенидов серебра. Глубина распространения этой зоны достигает 400-1500м. Здесь встречались громадные (до 100кг) самородки серебра и была обнаружена глыба самородного серебра с эмболитом весом около 20 т при содержании Ag около 75%.

Крупные скопления гипергенного самородного серебра известны на многих месторождениях Мексики (Пачука, Реаль-дель-Монте), Перу.

Высокими концентрациями самородного серебра, в том числе крупными самородками, известна зона гипергенеза месторождений Рудных гор (ГДР). В месторождении Шнееберг была обнаружена глыба, состоящая из самородного серебра и аргентита весом около 40 т. Значительные массы самородного серебра (несколько сотен килограммов) в XVIII в. были найдены на Медвежьем острове (Белое море), где оно возникло за счет серебросодержащего галенита.

В некоторых случаях Ag может мигрировать на значительные расстояния, отлагаясь, например, совместно с сульфидами Сu (халькопиритом, халькозином, борнитом) в песчаниках, сланцах (медистые песчаники Джезказгана, КазССР; Удокана, Красноярский край; сланцы Мансфельда, ГДР).

Иногда сохраняется в россыпях, из которых известны самородки до 4кг (галечные выносы селевого потока с. Чайкенд, Кировобадского района АзССР).

Изменения. С поверхности быстро покрывается пленкой черного сульфида – акантита. В гипергенных условиях переходит также в хлораргирит, бромаргирит, иодаргирит, эмболит.

Практическое значение. Представляет ценнейшую руду на Ag. Из руд, в которых самородное серебро было одним из основных компонентов на месторождениях Пачука и Реаль-дель-Монте (Мексика), с 1526г. добыто 40 000т Ag, из руд месторождений района Чаньяркильо (Чили) только с 1860 по 1885г.-2500т. Серебро используется в сплавах с медью в ювелирной промышленности. Чистое серебро используют для чеканных и поделочных работ, для изготовления тиглей, для реактивов, в фотопромышленности.

Электрум (Au, Ag)

Сингония кубическая. Этот минеральный вид представляет промежуточные по составу разности в изоморфном ряду Au-Ag. Содержание в нем серебра выше 15%, достигает обычно 30, иногда 40 и даже 50%. В незначительных количествах присутствуют также Cu, Fe и др. Физические и химические свойства также являются промежуточными. Цвет светло-желтый до серебряно-белого. Блеск металлический. Отражательная способность очень высокая. Твердость 2-3. Ковок, тягуч. Спайность отсутствует. Удельный вес 12-15.

Встречается почти исключительно в гидротермальных месторождениях, но значительно реже, чем самородное золото и серебро. Для электрума характерен парагенезис с серебросодержащими сульфидами (аргентитом, блеклыми рудами, пруститом, пираргиритом и др.). Благодаря высокому содержанию серебра, электрум легче, чем золото, при выветривании подвергается изменениям: на нем иногда образуются темные пленки галоидных или сернистых соединений, их которых в восстановительных условиях выделяется тонкая пленка самородного серебра.

Отдельные находки электрума сделаны в ряде пунктов Урала и Алтая (Белоусовское месторождение).

Золото Аu

Название. Очевидно, от корня «сол», входящего в слово солнце.

Химический состав. Содержит Аu до 98-99%, чаще ниже. Важнейшей изоморфной примесью является Ag. При содержании Ag меньше 15% (реже 20-30%) минералы гомогенны, при более высоком содержании Ag (до 50%)-гетерогенны. В то же время полученные сплавы в ряду Аu-Ag гомогенны. Подобное противоречие объясняют старением первоначально гомогенных природных сплавов, появлением интерметаллических соединений, извлечением части Ag под влиянием вторичных факторов и перегруппировкой Ag.

В самородном золоте присутствуют также Bi, Pt, Cu, Pd, Rh, Ir, Fe, имеющие типоморфный характер. Так, существенные примеси Сu (до 9,2%), Pd (до 5,8%), Rh (до 4,3%) известны для золота в сростках с минералами группы платины-осмия в Норильском районе. Содержание до 20% Сu обнаружено в золоте ряда месторождений Урала (большинство образцов обладает микронеоднородностью за счет структур распада). Очень высокое содержание Rh (до 43%), Ir (до 30%), Pt (до 10%) и Pd указано для самородного золота из россыпей реки Чорох (ГССР), хотя однородность этих образцов изучена недостаточно. Высокие содержании Bi характерны для золота, находящегося в тесной ассоциации с теллуридами Bi (Шилово-Исетское месторождение, Свердловская область), причем золото, содержит до 4% Bi, однородно. Примеси Fe не характерны для золота, хотя известен анализ микроскопически однородного золота из Якутии с содержанием 4,4% Fe. Это золото обладает магнитностью.

В россыпях по мере удаления от коренных месторождений в золоте снижается содержание Ag, Рb, Bi, Sb, Те, несколько возрастает содержание Hg; примеси Сu остаются без изменения, причем в целом пробность золота увеличивается. Метаморфизм повышает пробность золота. Пробность золота возрастает и при перекристаллизации. Так, перекристаллизованное золото кварц-золоторудных жил Французской Гвианы содержит 2% Ag вместо 10% Ag в тонкодисперсном золоте, содержащемся в пирите.

В зависимости от примесей кроме электрума (Ag) выделяют купроаурид и аурокуприд (Сu), бисмутоаурид (Bi), родит (Rh), upaypuд (Ir), порпецит (Pd), платинистое золото.

При высоком содержании примесей могут возникать интерметаллические соединения. К ним относится недавно обнаруженный в Талнахском месторождении (Норильский район) палладистый купроаурид - (Сu, Pd)3Au2, содержащий (в %): Аu ~ 62; Сu ~ 25; Pd ~ 8; Rh ~ 2,5; Pt ~ 2; Ag ~ 0,7; Bi ~ 0,6, кристаллизующийся в ромбическую сингонию. В ряду Аu-Сu экспериментально установлены интерметаллические соединения-СuАu (~24% Сu) и Cu3Au (~50% Сu).