минералогия (1006435), страница 96
Текст из файла (страница 96)
Образование гидроокислов железа наповерхности мы наблюдаем буквально всюду и притом в самых различныхвидах. В значительных массах бурые железняки образуются в зонах окисления сульфидных месторождений. Это так называемые железные шляпы,представленные рыхлыми, комковатыми и плотными массами, состоящими главным образом из лимонита, гётита, иногда лепидокрокита и др.Большие массы гидроокислов железа заключены в осадочных месторождениях бурых железняков молодого (неогенового) возраста, образоРаздел IV.
Окислы (оксиды)381вавшихся в морских и озерных бассейнах. Накопление осадков гидроокислов железа, так же как и других гидроокислов, в прибрежных зонах этихбассейнов, очевидно, происходит путем коагуляции приносимых поверхностными водами коллоидных растворов в морских водах под действиемэлектролитов, а в пресных озерах — в результате, вероятно, жизнедеятельности ферробактерий. Правда, в ряде осадочных месторождений гидроокислы железа, кроме того, дополнительно образуются в результате современного окисления попавших в зону окисления фаций карбонатныхи силикатных руд железа.Таким образом, лимонит и гётит почти исключительно образуются насамой поверхности в условиях полного доступа кислорода и влаги.При региональном метаморфизме гидраты железа обезвоживаютсяи превращаются в безводные окислы (гематит и магнетит).Из весьма многочисленных и разнообразных в генетическом отношении месторождений бурых железняков мы укажем лишь некоторые наиболее главные.В пределах России известное Бакальское месторождение бурых железняков (Ю.
Урал, к югозападу от Златоуста) образовалось в виде крупныхжелезных шляп в результате окисления кристаллических сидеритовых руд,повидимому, гидротермального происхождения. Наряду с мягкими рыхлыми рудами широко распространены жеоды бурых железняков, частоочень крупные. Стенки полостей покрыты почками лимонита и гётита. Этируды малофосфористые, высокого качества. Халиловское месторождениебурых железняков (у ж.д. ст.
Халилово Оренбургской области, Ю. Урал)образовалось в юрском периоде за счет выветривания и размыва массивовультраосновных (серпентинитовых) пород. Поэтому бурые железняки несколько обогащены такими элементами, как никель и хром, являющимисяценными легирующими компонентами сталей. Никеленосные бурые железняки как остаточные продукты выветривания серпентинитов широкораспространены на Урале; назовем Елизаветинское месторождение околоЕкатеринбурга.Крупное месторождение преимущественно крупноолитовых бурыхжелезняков находится на Керченском полуострове (Украина). Мощныйрудный пласт залегает в мульдах среди осадков третичного возраста.
Этируды содержат 34–42 % Fe и обогащены фосфором. Аналогичные по составу руд, но заметно меньшего масштаба залежи имеются по соседству вРоссии, на Таманском полуострове. Бурыми железняками представленыруды Эльзаса (Франция).Практическое значение. Бурые железняки, так же как и гематитовыеи магнетитовые руды, являются важнейшим сырьем для выплавки чугунов и сталей в доменных печах. В процессе нагревания этих руд в печахпроисходят полное их обезвоживание и образование чрезвычайно тонкопористых масс. Так как скорость восстановления руд сильно зависит от382Описательная частьудельной поверхности массы, то эти руды являются более экономичными по сравнению с магнетитовыми и гематитовыми рудами. Поэтому требования к минимальному содержанию железа в них снижаются до 35–40 % (вместо 50—60 % для плотных магнетитовых и гематитовых руд).МАНГАНИТ —Mn2+Mn4+O2[OH]2, или MnO2 .
Mn[ОН]2. Наличиедвух и четырехвалентного (а не трехвалентного) марганца установленопутем изучения магнитной анизотропии ионов.Химический состав. MnO — 40,4 %, MnO2 — 49,4 %, Н2О — 10,2 %. Примеси: SiO2 (до нескольких процентов), Fe2O3 (до 1 %), в незначительныхколичествах Аl2О3, CaO и др. Содержание Н2О в скрытокристаллическихи оолитовых манганитовых массах, так же как и в гётите, бывает больше,чем это полагается по формуле (гидроманганит).
Избыточная часть водыявляется адсорбированной, как это устанавливается покривым обезвоживания.Сингония моноклинная; призматический в. с. Пр. гр.B21/d (C52h). a0 = 8,86; b0 = 5,24; с0 = 5,70, β = 90°. Кристалjлическая структура существенно отличается от структуры гётита и пока еще не расшифрована.
Облик кристалjлов призматический (рис. 205), столбчатый по оси с.Грани {110} сильно исштрихованы в вертикальном направлении. Агрегаты. В пустотах гидротермальных месторождений нередко встречается в виде друз столбчатыхкристаллов. В осадочных месторождениях широко расРис. 205. Криспространены тонкокристаллические агрегаты.
Наблюдаталл манганитается также в виде оолитов, изредка в натечных формах.Цвет манганита черный. Черта бурая. Блеск полуметаллический.Ng = 2,53, Nm = 2,24 и Np = 2,24.Твердость 3–4. Хрупок. Спайность по {010} совершенная. Уд. вес 4,2–4,33.Диагностические признаки. Кристаллы легко узнаются по столбчатому облику, характерной штриховке граней призмы и по бурой черте.
Дляколломорфных богатых водой разностей характерен бурый цвет самогоминерала и черты. Для точной диагностики необходимы рентгенограммы.П. п. тр. не плавится. В закрытой стеклянной трубке обильно выделяет воду. Перл буры и фосфорной соли в окислительном пламени фиолетовый (присутствие марганца). В концентрированной HCl растворяетсяс выделением хлора.Происхождение и месторождения. Вообще образуется при недостатке кислорода. Встречается в виде друз кристаллов в некоторых гидротер'мальных месторождениях марганца как один из последних по временивыделения минералов в парагенезисе с баритом и кальцитом.В больших массах встречается в осадочных месторождениях в видеоолитов и сплошных масс, занимая промежуточное положение междуфациями псиломеланопиролюзитовых руд (соединений четырехвалентРаздел IV.
Окислы (оксиды)383ного марганца) и более удаленных от береговой линии карбонатных руд,содержащих двухвалентный марганец.В глинах обнаруживается иногда в виде желваков с радиальнолучистым строением.В зоне окисления неустойчив. Легко превращается в скрытокристаллический, почти безводный MnO2, т. е. весь марганец окисляется до четырехвалентного состояния. Поэтому в марганцевых шляпах манганитвстречается сравнительно редко.В значительных массах манганит известен в Чиатурском месторождении (Грузия) в виде оолитовых руд бурого цвета.
В шарообразных конкрециях черного цвета широко распространен также в Никопольском месторождении (Украина).В виде кристаллов, нередко крупных, он известен в гидротермальномместорождении Ильфельд в Гарце, Ильменау в Тюрингии (Германия)и в других местах.Практическое значение. Наряду с пиролюзитопсиломелановымирудами представляет собой важное сырье для получения ферромарганцаи других сплавов с железом (шпигеля, силикошпигеля), употребляемыхпри выплавке сталей.4.
Группа псиломеланаВ эту группу входят разнообразные гидроокислы марганца сложногои непостоянного состава, наблюдавшиеся в виде скрытокристаллическихи колломорфных образований. Раньше их относили целиком к аморфным веществам. Однако рентгенометрическими исследованиями устанавливается, что многие из них кристалличны и по структуре не только непоходят ни на один из ранее рассмотренных окислов и гидроокислов марганца, но согласно незаконченным рентгенометрическим исследованиямВ. И. Михеева сами отличаются друг от друга по кристаллической структуре в зависимости от тех катионов, которые входят в их состав.Химическая конституция для многих из этих гидроокислов уточненена.
Они представляют собой сложные гидраты. Наиболее простым посоставу является «моногидрат» двуокиси марганца — MnO2 . Н2О, который, по мнению В. И. Вернадского, относится к природной метамарганцовистой кислоте H2MnO3, легко получаемой в лабораторных условияхв виде шоколаднобурого геля. В состав более сложных соединений, кроме окислов марганца — MnO2 и MnO, входят следующие окислы: К2О,BaO, CaO, иногда PbO, ZnO, CoO, NiO, CuO, изредка Li2O, WO3, P2O5,As2O5 и др. Устанавливается также коллоидальные смеси гидроокисловмарганца с гидроокислами SiO2, Fe2O3, Al2O3 и органическими веществами.
Этим соединениям, в зависимости от того, какие из окислов металлов входят в их состав, дано много различных названий.Все эти минеральные виды в полевых условиях называются просто собирательным названием «псиломелан». Точное установление минерального384Описательная частьвида может быть сделано на основании рентгенограмм и данных химических анализов. Термограммы, к сожалению, почти ничего не дают для диагностики этих минералов.Мягкие порошковатые разности псиломеланов бурой или черной окраски раньше называли «вадом». В настоящее время этот термин утратил свое значение, так как детальное изучение этих разностей с помощьюхимических анализов и рентгенографии показало, что в этом виде могутсуществовать самые различные по составу минералы: минеральные видыгруппы псиломелана, а также манганит, рамсделлит и др.ПСИЛОМЕЛАН — mMnO .
nМnО2 . lН2О. Не может быть охарактеризован определенной формулой. «Псилос» погречески — лысый, мелас —черный («черная стеклянная голова»). В американской литературе подэтим термином предлагается подразумевать существенно бариевую разность, другими авторами называемую романешитом (в настоящее время —минеральный вид с формулой (Ba,H2O)(Mn4+,Mn3+)5O10). Основаниемэтому послужило то, что первые образцы, названные псиломеланом, какбыло установлено впоследствии, оказались богатыми барием.
Однаконаиболее широко распространенной из всех разностей группы псиломелана является бедная барием. В настоящее время термин «псиломелан»не имеет статуса видового названия, так как является собирательнымназванием и охватывает широкий круг минералов марганца и их смесей,обладающих высокой плотностью в отличие от рыхлого и мягкого вада.Химический состав непостоянен. Соотношение MnO и MnO2 колеблется в относительно широких пределах, в зависимости от степени окисления низшего окисла марганца. Содержание MnO2 обычно составляет60–80 %, MnO сравнительно невелико 8–25 %, Н2О 4–6 % (большая еечасть удаляется при температуре свыше 110°).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
