минералогия (1006435), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Подавляющая масса скопленийсернистых и им подобных соединений наблюдается в рудных месторождениях гидротермального происхождения. Это обстоятельство и служит основанием к предположению о том, что тяжелые металлы из магматическихочагов выносятся в виде летучих или легкоподвижных соединений и выпадают в условиях пониженных давлений и температур преимущественно в виде сернистых соединений. На основании экспериментальных данных допускают, что перенос этих соединений в гидротермальныхрастворах мог совершаться в виде истинных растворов тяжелых металлов в соединении с Cl, F, В и др., из которых при более низких температурахвследствие увеличения диссоциации растворенного H2S на ионы Н+ и S2–/196Описательная частьвыпадают сернистые соединения как труднорастворимые продукты химических реакций обменного разложения (А.
Г. Бетехтин). При этом в растворах могли принимать участие и комплексные соли с сернистыми щелочами или их сульфогидратами (NaHS, KHS и др.), в которых легкорастворяется и золото. При распаде этих соединений при низких температурах наряду с обычными сульфидами металлов могло образоваться и золото в самородном виде (сульфиды его неизвестны в природе, хотя теллуриды встречаются).В иных условиях происходит образование сульфидов в осадочныхглинистых породах, а также в битуминозных и угленосных отложениях.Обычными сульфидами в этих породах являются пирит и марказит Fe[S2].Они образуются в восстановительных условиях при наличии Н2S, возникающего в результате разложения белковых веществ в органическихостатках без доступа кислорода или при недостатке его и во многих случаях, повидимому, не без участия бактерий.При процессах выветривания, т.
е. в присутствии воды и кислородапочти все относящиеся сюда минералы, легко окисляясь, разлагаются,образуя первоначально большей частью легко растворимые в воде сульфаты, а затем гидроокислы, окислы, карбонаты и другие кислородныесоединения, характеризующие состав так называемой зоны окислениярудных месторождений.
Исключение составляют лишь некоторые химически устойчивые в этих условиях минералы: киноварь (HgS), сперрилит(Pt[As2]) и лаурит (Ru[S2]).Классификация сульфидов и им подобных соединений. Основываясь нахимической характеристике отдельных типов соединений, все рассматриваемые здесь соединения необходимо прежде всего разделить на два класса.Класс 1. Простые сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения; сюда же включим и минералы типа двойных соединений.Класс 2.
Сульфосоли, т. е. минералы, близкие по химической конституции к солеобразным типам соединений.КЛАСС 1. ПРОСТЫЕ СЕРНИСТЫЕ И ИМ ПОДОБНЫЕ СОЕДИНЕНИЯЗа исключением сероводорода, все простые сернистые и им подобныесоединения в земной коре распространены в виде твердых кристаллических веществ и являются минералами. Среди них по типам химическихсоединений выделяются различные главные группы минералов (сульфидов, арсенидов и антимонидов).1. Группа халькозинаВ этой группе объединяются минералы меди и серебра типа A2S, A2Seи А2Те.
Многие из них существуют в природе в двух модификациях: боРаздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения197лее высокотемпературной кубической и низкотемпературной ромбической или моноклинной.ХАЛЬКОЗИН — Cu2S. Название происходит от греч. халькос — медь.Синоним: медный блеск.Для Cu2S существует три модификации — одна низкотемпературная, устойчивая ниже 91 °С ромбической сингонии (собственно халькозин или βхалькозин), и две высокотемпературных (выше 91 °С): гексагональная и кубическая (αхалькозин).
Гексагональная модификация, имеющая состав,точно отвечающий формуле Cu2S, неустойчива и, распадаясь, переходит вкубическую модификацию — αхалькозин (дигенит), имеющий антифлюоритовую структуру и состав Cu2–XS, где x = 0,03 – 0,11 (а0 = 5,55). Условиемустойчивости αхалькозина является статистический пропуск ~10 % положений Сu с заменой других 10 % одновалентной меди на двухвалентную.Высокотемпературная гексагональная модификация Cu2S имеетструктуру с плотнейшей гексагональной упаковкой анионов серы. Ионымеди помещаются в центрах всех треугольников из анионов серы каждого слоя укладки, a0 = 3,89, с0 = 6,68.Природный халькозин нередко представляет собой смесь низкотемпературного ромбического (βхалькозина) и αхалькозина.Химический состав.
Сu — 79,9 %, S — 20,1 %. Обычно имеются примеси: Ag, иногда Fe, Co, Ni, As, Аu. Некоторые из них, по крайней мерепоследние, обусловлены механическими примесями.Сингония ромбическая; ромбодипирамидальный в. с. 3L23PC. Пр. гр.). a0 = 11,9; b0 = 27,2; с0 = 13,41. Изредка псевдокубический. В техАb2т(2152vслучаях, когда халькозин кристаллизуется при температуре ниже 91 °С,обычно наблюдаются следующие грани призм: {110}, {021}, {011}, {023}, пинакоида {001}, ряда дипирамид {111}, {112}, {113} и др.
Кристаллическаяструктура ромбического халькозинаочень сложная и в деталях не изучена.Облик кристаллов. Кристаллы наблюдаются сравнительно редко. Большейчастью они встречаются в виде толстыхтаблиц по {001} и коротких столбиковвдоль оси а (рис. 89), но нередко ониимеют гексагональный облик (рис. 90).Гексагональный облик кристаллы халь Рис.
89. Призматический кристаллхалькозина. Турьинские рудникикозина часто приобретают вследствие(Урал)образования тройников с плоскостямисрастания по (110). Наблюдаются также двойники прорастания по (032)и реже по (112).Агрегаты. Обычно встречается в виде сплошных тонкозернистых массили в виде вкраплений в псевдоморфозах по борниту, халькопириту, иногда сфалериту, галениту, ковеллину, пириту и др.198Описательная частьЦвет халькозина свинцовосерый.Черта темносерая. Блеск металлический.Твердость 2,5–3. Слабо ковок.
Спайjность несовершенная по {110}. Уд. вес5,5–5,8. Хороший проводник электричества.Диагностические признаки. Характерными являются свинцовосерый цвет,низкая твердость, ковкость (от острияРис. 90. Кристалл халькозинаножа остается блестящий след, что отгексагонального облика. Турьинскиеличает халькозин от весьма похожей нарудники (Урал)него блеклой руды). Раствор в HNO3приобретает зеленый цвет. Характерна ассоциация халькозина с медными минералами, чаще всего с борнитом.П.
п. тр. плавится, окрашивая пламя в голубой цвет. На угле с содойполучается королек меди. В кислотах растворяется лучше всего в HNO3,выделяя серу.Происхождение и месторождения. В природе ромбический халькозин образуется как в эндогенных, так и в экзогенных условиях, но исключительно при низких температурах (ниже 91 °С).Как эндогенный минерал он изредка встречается в некоторых гидро'термальных, богатых медью и бедных серой сульфидных месторождениях. В парагенезисе с халькозином в этих случаях наблюдается чаще других эндогенный борнит.
Таковы месторождения Удоканское (Забайкалье),Джезказганское (Казахстан), Редрут в Корнуолле (Англия) и др.Однако в главной массе халькозин образуется экзогенным путемв так называемых зонах вторичного сульфидного обогащения во всехмедносульфидных месторождениях (см. рис. 57). Как и другие вторичные сульфиды меди, халькозин возникает при реакциях между первичными сульфидами и растворами сульфатов меди, просачивающимисяиз зоны окисления медных месторождений. Часто он развивается метасоматическим путем на месте вторичного борнита. Иногда он непосредственно замещает первичный халькопирит, в ряде случаев — галенит, сфалерит и другие сульфиды первичных руд.Известны случаи образования халькозина из меденосных растворовв осадочных породах, содержащих органические остатки, в виде псевдоморфоз с сохранением всех деталей строения этих остатков, главным образом древесины.В зоне кислородного выветривания халькозин неустойчив и, разрушаясь, переходит в куприт (Сu2О), малахит, азурит и другие кислородные соединения.
При неполном окислении нередко за счет халькозинаобразуется самородная медь по реакции:Cu2S + 2О2 = CuSO4 + Сu.Раздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения199Крупные месторождения халькозиновых руд сравнительно редки.В значительных количествах они образуются в низах мощных, хорошопроработанных поверхностными агентами зон окисления в богатых медью сульфидных месторождениях. В них халькозин как главный медныйминерал слагает зоны вторичного сульфидного обогащения.На территории России в больших сплошных массах халькозиновыеруды в свое время добывались на Турьинских рудниках (Северный Урал).Там же встречались хорошо образованные кристаллы этого минерала, детально изученные акад.
П. В. Еремеевым. Бедные вкрапленные халькозиновые руды установлены в крупных месторождениях Коунрад в Казахстане (к северу от оз. Балхаш) и Алмалык в Узбекистане (к югу отТашкента).За границей большой известностью пользуется месторождение Бьюттв Монтане (США), где халькозин в парагенезисе с борнитом, энаргитом,пиритом и другими минералами прослежен в первичных рудах значительно ниже уровня грунтовых вод, т. е. является эндогенным минералом.Практическое значение.
Халькозин является самым богатым медьюсульфидом, и потому халькозиновые руды важны для медной промышленности более чем какиелибо другие руды сульфидных месторождений.В настоящее время на долю халькозинсодержащих руд падает весьма значительная часть мировой добычи меди. В частности, к ним относятсякрупнейшие по запасам месторождения бедных вкрапленных руд типаКоунрада, массовая эксплуатация которых рентабельна, несмотря на относительно низкое содержание меди.АРГЕНТИТ — βAg2S и АКАНТИТ — αAg2S.
Названия происходят отлат. argentum — серебро и греч. аканта — шип, соответственно. Синоним:серебряный блеск. «Серебряная чернь» является порошковатой разновидностью сернистого серебра и встречается совместно с плотным аргентитом.Ag2S встречается в виде двух модификаций: 1) более высокотемпературной кубической модификацией βAg2S, устойчивой выше 179 °С, — арген'тита; 2) низкотемпературной псевдоромбической моноклинной модификации αAg2S, образующейся при температурах ниже 179 °С, — акантита.Кубическая модификация при понижении температуры претерпевает параморфное превращение в псевдоромбическую модификацию, как это показывает рентгенометрическое исследование кубических кристаллов.Несмотря на предложение особых названий для каждой модификации сернистого серебра, в минералогической практике фактически укоренилось общее название «аргентит», которое применяется и к параморфозам низкотемпературной модификации по высокотемпературной.Химический состав.
Ag — 87,1 %, S — 12,9 %. Из изоморфных примесей в аргентите нередко наблюдается Cu. Обычно бывает загрязнен также соединениями Pb, Fe, Sb и др.200Описательная частьСингония кубическая (аргентит), гексаоктаэдрический в. с. Пр. гр.Pn3m (О9h). Кристаллическая структура. Относится к структурному типукуприта (см. в соответствующем разделе). Низкотемпературная модификация (акантит) — моноклинная (структурноизучена недостаточно). Пр. гр.
P2 1 /c(C 52h );a0 = 9,47; b = 6,95, с = 8,28; β = 124°. Габитус собственных кристаллов акантита, образовавшихся при температурах ниже 179 °С — призматическидипирамидальный, облик — шестоватыйдо копьевидного. Акантит часто встречается ввиде несовершенных, нередко полисинтетически сдвойникованных кристаллов, в составе параморфоз по кристаллам аргентита, представРис. 91.
Кристалл аргенленным кубом, кубооктаэдром (рис. 91), изредкатита (обычная форма)ромбододекаэдром.Цвет свинцовосерый. Блеск в изломе металлический.Твердость 2–2,5. Ковок. Спайность несовершенная по {110} и {100}.Уд. вес 7,2–7,4. Прочие свойства. Проводником электричества становится лишь при высоких температурах. Под действием сильных световых лучей отполированная поверхность аргентита в течение нескольких секунд темнеет.Диагностические признаки. По макроскопическим, т. е. устанавливаемым на глаз признакам нелегко поддается определению. Часто сопровождается серебряной чернью, иногда самородным серебром.П.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
