минералогия (1006435), страница 78
Текст из файла (страница 78)
150); тетрагональная дипирамида, приближающаяся по углам к октаэдру, находится иногда в комбинаРис. 150. Крисции с гранями призмы и пинакоида. Чаще наблюдаетсяталл браунитав зернистых агрегатах.Цвет браунита черный до серого, с коричневым оттенком. Черта бурая до коричневой. Блеск полуметаллический. Непрозрачен.Твердость 6. Спайность заметная по {111}. Уд. вес 4,7–5,0. Немагнитен.Диагностические признаки. Похож на многие марганцевые черные минералы.
Для него характерны высокая твердость, буроваточерная черта.314Описательная частьС достоверностью может быть установлен в полированных шлифах под микроскопом и рентгенометрическим путем.П. п. тр. не плавится. С бурой дает реакцию на Mn. В HCl с трудомрастворяется с выделением из раствора хлора и студенистого кремнезема. В HNO3 разлагается на MnO и MnO2 (в осадке).Происхождение и месторождения.
Возникает в восстановительныхусловиях, но устойчив в пределах определенных значений восстановительноокислительного потенциала. В более восстановительной обстановкезамещается гаусманитом MnMn2O4. Встречается в некоторых контакто'во'метасоматических месторождениях, а также в гидротермальных жилахв ассоциации с различными минералами марганца и железа баритом, кварцем и др. В значительных массах распространен в регионально'метамор'физованных осадочных месторождениях марганца (формация гондитов).В зоне окисления браунит неустойчив: постепенно окисляясь до высшей валентности Mn, превращается в псиломелан, а затем в более устойчивый в присутствии кислорода пиролюзит (MnO2).На Урале известно гидротермальное месторождение Сапальское(у Нижнего Тагила) в известняках, где браунит ассоциирует с гаусманитом, гематитом, магнетитом, якобситом, сульфидами Fe, Pb и др.
Известен также на Поперечном месторождении (Хабаровский край). В большихмассах находится в ряде метаморфизованных осадочных месторожденийв Центральном Казахстане: Джезды в Карсакпайском районе, где он в видесплошных зернистых агрегатов наблюдается также в небольших жилахгидротермального происхождения; Караджал в Атасуйском районе и др.Из иностранных месторождений следует указать крупные метаморфизованные месторождения Индии, Бразилии, Южной Африки (Постмасбург) и др.Практическое значение.
Браунитовые руды принадлежат к числуважнейших марганцевых руд, используемых в черной металлургии длявыплавки ферромарганца, который идет в присадку при выплавке сталейв мартеновских печах. Бедные марганцем руды употребляются для подшихтовки при выплавке обыкновенных чугунов в домнах.6. Семейство шпинелидовМинералы семейства шпинелидов с типовым составом RO . R2O3, согласно данным рентгенометрии, должны рассматриваться как двойныеокислы, а не как соли кислородных кислот, т. е. не как алюминаты, ферриты и др. В этой группе широко представлены изоморфные смеси. В качестве трехвалентных металлов, замещающих друг друга, принимают участие: Fe3+, Аl3+, Сr3+, V3+, Аl3+ и Mn3+, а в качестве двухвалентных — главнымобразом Mg2+, Fe2+, иногда Zn2+, Мn2+ и изредка, обычно в небольших количествах, Cu2+, Ni2+ и Со2+; кроме того, в составе шпинелидов может присутствовать Ti4+.
Характерно, что двухвалентные ионы с большими ионРаздел IV. Окислы (оксиды)315ными радиусами — Pb, Sr, Ca, Ba, а также одновалентные — Na и K — совершенно не участвуют в составе минералов этой группы. В зависимостиот сочетаний перечисленных элементов различают большое количествоминеральных видов, имеющих много общих свойств в форме кристаллов, физических признаках и условиях образования (возникают преимущественно при высоких температурах и давлениях).Подавляющая их масса кристаллизуется в кубической сингонии, образуя кристаллы преимущественно октаэдрического облика.
Лишь некоторые принадлежат к тетрагональной сингонии, причем облик их кристаллов также октаэдрический. Особняком стоит соединение аналогичнойхимической формулы — хризоберилл. Ионный радиус Be2+ настолько мал,что это соединение имеет существенно отличную структуру, кристаллизуясь в ромбической сингонии.Кристаллическая структура минералов группы шпинели довольносложная. Кислородные ионы плотно упакованы в четырех плоскостях,параллельных граням октаэдра (кубическая плотнейшая упаковка).В структурном типе нормальной шпинели (nшпинель) двухвалентные катионы, (Mg2+, Fe2+ и др.) окружены четырьмя ионами кислорода в тетраэдрическом расположении, в то время как трехвалентные катионы (Аl3+,Fe3+, Cr3+ и др.) находятся в окружении шести ионов кислорода по вершинам октаэдра.
При этом каждый ион кислорода связан с одним двухвалентным и тремя трехвалентными катионами. На рисунке 151изображен основной мотив структуры шпинели MgАl2О4 из AlO6октаэдров в установке с вертикальной четверной осью. Всепустующие колонки этого мотива выполнены полосами из тетраэдров MgO4. Если обозначитьдвухвалентные катионы буквой А,а трехвалентные — В, то общая форРис. 151. Кристаллическая структурамула нормальной шпинели, с обошпинели. Основной мотив структуры иззначением координационных чиоктаэдров в установке с вертикальнойсел катионов верхними индексами,четверной осью (по Н.
В. Белову)может быть записана в следующемвиде: АIVВVI2О4. В структуре инвертированной (обратной) iшпинели размещение катионов по позициям отвечает следующей формуле: ВIV(АВ)VIО4.Таким образом, структура характеризуется сочетанием изометрических «структурных единиц» — тетраэдров и октаэдров, причем каждая вершина является общей для одного тетраэдра и трех октаэдров.Эти особенности структуры хорошо объясняют такие свойства этихминералов, как оптическая изотропия, отсутствие спайности, химическая316Описательная частьи термическая стойкость соединений, довольно высокая твердость и прочие. Структурный тип шпинели допускает вариации параметров упаковки анионов кислорода и размеров катионных позиций без нарушения симметрии, что дает возможность принимать в этих позициях катионы сразличными размерными характеристиками, обеспечивая высокуюизоморфную емкость минералов этого семейства.ШПИНЕЛЬ — MgAl2O4.
Название происходит, вероятно, от лат.spinella — шип изза формы кристаллов. Прозрачные разности, красивоокрашенные в различные цвета (красный, розовый, зеленый, синий, фиолетовый и др.), носят название благородной шпинели.Химический состав.
MgO — 28,2 %, Аl2О3 — 71,8 %. Наблюдаются примеси: Fe2O3, обусловливающая бутылочнозеленую окраску (хлорошпинель); FeO, которая вместе с Fe2O3 вызывает коричневую или чернуюокраску; иногда ZnO, MnO, Сr2О3. Намечаются устойчивые даже принизких температурах изоморфные ряды с такими минеральными видамисемейства, как ганит (ZnAl2O4), магнезиоферрит (Fe3+(MgFe3+)2O4), га'лаксит (MnAl2O4) и герцинит Fe2+Al2O4.Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с.
3L44L366L29PC. Пр. гр.Fd3m(O7h). a0 = 8,86. Кристаллическая структура является типической и описана выше (шпинель имеет нормальную структуру). Обjлик кристаллов. Шпинель встречается преимущественнов виде идиоморфных октаэдрических кристаллов (рис.152), иногда с дополнительными гранями тетрагонтриоктаэдра {211} и ромбододекаэдра {110}, обычно небольшихразмеров, но иногда попадаются очень крупные экземпляРис. 152.ры (до 25 см).
Двойники характерны по (111)плоскостямКристаллплотнейшей упаковки ионов кислорода. Отсюда название:шпинели.двойники «по шпинелевому закону» (рис. 153).ОбычнаяЦвет. Бесцветные разности наблюдаются редко,форма вообщедля всехбольшей частью шпинель окрашена в различные цвешпинелидовта, преимущественно розовокрасных и синезеленыхтонов. Черная разновидность (с высоким содержанием железа) называется плеонастом. Блеск стеклянный.Оптически изотропна.
N = 1,718–1,75.Твердость 8. Примеси Fe2O3 и Сr2О3 понижают еедо 7,5–7. Спайность по {111} несовершенная. Уд. вес3,5–3,7 (наименьший у минералов из группы шпинеРис. 153. Двойник ли). Температура плавления 2150 °С.по «шпинелевомуДиагностические признаки. Характернейшимизакону»признаками шпинели являются октаэдрический обликкристаллов и высокая твердость. Исследование порошка минерала в поляризованном свете под микроскопом без труда дает возможность отличить изотропную шпинель от двупреломляющих, аналогичных по окрасРаздел IV.
Окислы (оксиды)317ке и похожих по форме разновидностей корунда. От других минераловгруппы шпинели она отличается по наименьшему удельному весу.П. п. тр. не плавится. Кислоты не действуют.Происхождение и месторождения. Шпинели наиболее часто встречаются в контактово'метасоматических образованиях среди доломитови магнезиальных известняков в результате воздействия на них магматических флюидов при высоких температурах. В парагенезисе с ними в образующихся богатых карбонатами Ca и Mg магнезиальных скарнах —кальцифирах наблюдаются различные минералы того же происхождения:форстерит, пироксены (обычно диопсид или энстатит), амфиболы (тремолит), флогопит, фторсодержащие силикаты (группы гумита) и др.Изредка встречается в пегматитах и магматических горных породах.Известны находки ее также в глубинных сильно метаморфизованныхпородах: гнейсах и кристаллических сланцах.В поверхностных условиях шпинель совершенно устойчива и потомучасто встречается в россыпях.Скольконибудь значительные месторождения благородной шпинели в России пока не установлены.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
