Лабораторная работа № 3. Окислы и гидроокислы

 

Данная лабораторная работа представляет простейшие соединения металлов и металлоидов с кислородом и гидроксилом. Кислородные соединения как в виде простых окислов, так и в виде разнообразных кислородных солей в земной коре резко преобладают. Среднее весовое содержание кислорода в земной коре составляет 49,13 %.

В простейшие соединения с кислородом в том или ином виде входит около 40 элементов. Общее весовое количество свободных окислов в литосфере (за исключением гидросферы и атмосферы) составляет около 17 %. Из них на долю одного только кремнезема приходится 12,6%. Окислы и гидроокислы железа составляют 3,9 %. Из остальных наибольшее значение имеют окислы и гидроокислы алюминия, марганца, титана и хрома.

В атмосфере из окислов распространены углекислый газ и водяные пары, предел распространения которых находится на высоте 12 км от поверхности земли. В гидросфере главнейшей составной частью является вода. Основная масса разнообразных по составу окислов и гидроокислов сосредоточена в самых верхних частях земной коры — на границе ее с атмосферой, содержащей свободный кислород. Глубина проникновения свободного кислорода в земную кору контролируется в основном уровнем грунтовых вод. Кора выветривания горных пород вместе с зонами окисления рудных месторождений является главной ареной химических реакций, приводящих к новообразованиям, среди кото­рых доминирующую роль играют окислы и гидроокислы металлов.

Весьма существенное значение при этом имеют не только свободный кислород воздуха, проникающий с поверхности в земную оболочку, но и дождевые просачивающиеся воды с растворенным в них кислородом и углекислым газом. Установлено, что в дождевой воде, насыщенной воздухом, на литр воды в среднем приходится 25—30см³ газа, в составе которого около 30 % кислорода, 60 % азота и 10 % углекислоты. Если мы сравним эти данные с составом воздуха, то увидим, что дождевая вода значительно обогащена кислородом и особенно углекислотой. По мере того как дождевая вода спускается к уровню грунтовых вод, ее окисляющее действие постепенно ослабевает. Свободный кислород по пути просачивания дождевой воды расходуется на окислительные реакции. Особенно сильно расход проявляется при окислении сульфидов и им подобных соединений с образованием на первой стадии сернокислых, мышьяковокислых и прочих солей.

Сравнительно легко подвергаются окислению также такие кислородные соединения, входящие в состав горных пород и руд, которые в своем составе содержат металлы в низших степенях валентности, например Fe², Mn², V³и др. В процессе окисления эти металлы переходят в ионы высших валентностей, вследствие чего силы связей в кристаллических решетках ослабляются. Это приводит к полному разрушению окисляющихся кристаллических веществ с образованием новых, как растворимых, так и нерастворимых в воде соединений.

Образующиеся первоначально при этих процессах соли (сульфаты, карбонаты и др.) с той или иной скоростью вступают в реакцию с водой, подвергаясь разложению (гидролизу), в результате чего ряд катионов металлов выпадает в виде трудно растворимых в воде гидроокислов.

Другой областью распространения гидроокислов металлов (главным образом железа и марганца) являются некоторые водные бассейны: болотные, озерные и морские. В целом ряде современных пресноводных озер северных областей (Карелия, Финляндия, Швеция, Канада) в прибрежных мелководных участках наблюдаются скопления железо-марганцевых и марганцевых гидроокислов в виде рассеянных конкреций различных размеров и форм: шаровидных, эллипсоидальных, лепешковидных, дископодобных или неправильной формы масс. Они состоят из богатых водой гидроокислов Fe и Мn и почти всегда содержат гумусовые вещества. Рассеянные железо-марганцевые конкреции встречаются и на дне некоторых морей. Однако в современных морях мы нигде не знаем столь мощных месторождений железа и марганца, какие известны в ископаемых прибреж-ных морских осадках древних геологических периодов. По геологическим данным, источником этих химических осадков должны были служить приносившиеся с суши растворы.

Особенности кристаллического строения. Почти все относящиеся к данному разделу соединения обладают кристаллическими структурами, для которых характерна ионная связь между структурными единицами.

В строении кристаллических решеток из анионов принимают участие: О²(в окислах) и (ОН) (в гидроокислах). Размеры ионных радиусов того и другого примерно одинаковы: 1,32 и 1,33 Å (соответственно). Следовательно, все разнообразие структур кристаллов должно находиться главным образом в зависимости от размеров катионов, их зарядов и их поляризационных свойств.

В кристаллических структурах этих соединений катионы всегда находятся в окружении анионов кислорода (или гидроксила), и координационные числа кристаллических решеток являются важной характеристикой этих минералов.

Гидроокислы, содержащие гидроксильные группы (ОН), например, Mg(OH)₂, а также окислы, содержащие в качестве катиона водород, например НАlOз, по своему строению весьма существенно отличаются от типичных окислов. Замена ионов О² дипольными анионами (ОН) приводит к образованию типичных слоистых решеток с ионной связью в слоях и вандерваальсовской связью между слоями. При этом снижается симметрия кристаллической решетки. Так, например, MgO кристаллизуется в кубической решетке типа NaCI, тогда как Mg(OH)₂—в гексагональной слоистой решетке. Точно так же А1₂0_з кристаллизуется в тригональной сингонии, а А1(ОН)з—в моноклинной и т. д.

Все эти особенности кристаллических структур окислов сказываются и на физических свойствах минералов. Соединения, характеризующиеся ионной связью, обладают прочным кристаллическим строением, в целом несравненно более прочным, чем это наблюдается для галогенидов и сульфидов. В этом проявляется сильное химическое сродство к кислороду металлов, образующих подобные окислы. Прочность кристаллических построек выражается в высокой твердости этих окислов (6, 7, 8 и 9 по шкале Мооса), в высокой химической стойкости, трудноплавкости, очень низкой растворимости и т. д. Гидраты, обладающие слоистыми кристаллическими решетками, ввиду слабых связей между слоями характеризуются значительно менее прочными решетками. Замечательна их способность легко расщепляться по базальной спайности на тонкие листочки. Твердость гидратов двухвалентных металлов низкая; при замене их катионами трехвалентных металлов она увеличивается и особенно возрастает при наличии в решетках ионных групп [ОНО]³ (диаспор).

Окраска минералов также характеризуется своими особенностями. Соединения, в которых участвуют ионы типа благородных газов (Mg_, Al и другие), как правило, бесцветны или имеют аллохроматическую окраску. Однако подавляющее число минералов, в которых роль катионов играют ионы несимметричного строения (Fe, Mn, Сг и др.), интенсивно окрашены в темные цвета. Особенно широко распространены черные окраски. Многие из этих минералов непрозрачны или просвечивают в тонких осколках и шлифах, причем по преимуществу обнаруживают бурые или красные оттенки. В соответствии с этим находятся и полуметаллические блески этих минералов. Явно повышены также и магнитные свойства минералов.

Выше отмечалась большая роль минералов этого класса в составе окисленных руд.

Ощутимые концентрации оксидов Si - кварца, халцедона или опала - свойственны возвышенным в рельефе контактным участкам окисления руд с перекрывающими их маломощными породами, местам развития ярозита, а также горизонтам гипсовых сыпучек, что особенно характерно для полиметаллических и медно-колчеданных месторождений, зоны гипергенеза которых формировались в аридных климатических условиях (Росляков, 1970; Шадлун, 1948). Развитие опала нередко происходит и в низах зоны гипергенеза колчеданных месторождений, в условиях значительного накопления растворов серной кислоты и воздействия их на вмещающие силикатные породы (Майкаин в Ц. Казахстане).

Оксиды и гидроксиды Fe являются обычными минералами зоны гипергенеза магнетит-гематитовых, медно-никелевых (пирротин-халькопирит-пентландитовых), пирит-пирротиновых, медно-колчеданных, вольфрамитовых, пирит-арсенопиритовых, сульфидно-касситеритовых, сидеритовых месторождений. Здесь они образуют не только отдельные гнезда различных размеров, корки, примазки, но и мощные скопления, обычно венчающие разрез окисленных руд и называемые железными "шляпами".

Гидроксиды железа в зоне гипергенеза окисленных рудных месторождений обычно образуют смеси друг с другом и прочими гипергенными минералами (сульфатами, фосфатами, карбонатами, кварцем, силикатами), которые принято называть лимонитом. Определение минеральной природы лимонита требует комплексного использования методов изучения, так как в большинстве случаев минералы в составе лимонита (в том числе и гидроксиды Fe) тонкодисперсны. Примеси других минералов сильно затрудняют диагностирование собственно гидроксидов железа. Внешний вид лимонита и его физические признаки изменчивы. Это могут быть натечно-почковидные агрегаты типа "стеклянной головы", рыхлые или комковатые скопления, плотные массы, корочки игольчатого и радиально-лучистого строения, чешуйчатые агрегаты, образования типа "железных роз" и др. Окраска лимонита меняется в зависимости от состава: от бурой до вишневой, буро-красноватой, буро-желтой. Так же переменна твердость.

Оксиды и гидроксиды железа, известные в зоне гипергенеза рудных месторождений, принадлежат к четырем рядам минералов:

-фазы - магнетит, гематит, гидрогематит, ферригидрит, гётит и гидрогётит;

-фазы - акаганеит;

-фазы - маггемит, лепидокрокит, гидролепидокрокит;

-фазы - ферроксигит.

Преобладающий элемент структуры оксидов-гидроксидов Fe - октаэдр Fe и его одиночные и двойные цепочки. Минералы из группы -фаз являются более устойчивыми и распространенными. Прочие фазы, как правило, обладают менее упорядоченными, дефектными структурами с большим числом незаполненных октаэдров.

Магнетит в зоне гипергенеза рудных месторождений - большая редкость. Отдельные его находки в виде кристаллических корочек известны в месторождении Туранглы (Средняя Азия), где магнетит образовался при окислении пирит-магнетитовой руды.

Процесс лимонитизации осуществляется практически на всех стадиях формирования зоны гипергенеза. Меняются лишь минералы - механические примеси в лимонитах. На начальной стадии это преимущественно сульфаты (ярозит, купоросы, бедантит, биверит), на средней - карбонаты, арсенаты, фосфаты, на конечной - силикаты, кварц, опал, гидроксиды марганца.

Образование тех или иных гидроксидов определяется конкретной обстановкой в зоне гипергенеза, в частности влажностью климата, величиной рН вод, их химическим составом.

Оксиды и гидроксиды Mn в рудных месторождениях как гипергенные минералы своим образованием в первую очередь обязаны окислению карбонатного материала - родохрозита и марганецсодержащих анкерита и сидерита, ряда рудных минералов (сульфидов и арсенидов Co и Ni), а также некоторых минералов вмещающих пород - гранатов, пироксенов и др. На вольфрамовых месторождениях главным источником гипергенного марганца является вольфрамит. Миграция марганца совершается в форме сульфатных или бикарбонатных комплексных ионов, при гидролизе которых образуются марганцевые гидроксиды, легко обнаруживаемые благодаря постоянно черной окраске.

Марганцевые оксиды-гидроксиды выделяются в виде тонкодисперсных корок, налетов и дендритов. Их вид и устойчивость могут быть сравнимы с гидроксидами железа. Иногда происходит совместное образование тех и других в виде марганцево-железистых "шляп", которые служат показателем сидеритового и полиметаллического оруденения.

Диагностика марганцевых оксидов и гидроксидов затруднена в связи с распространенным тонкодисперсным состоянием минералов, их большим сходством друг с другом и с наличием смесей между собой и с прочими минералами. Как и при исследовании лимонита, требуется применение комплекса различных методов.

В зонах окисления месторождений с сурьмяной первичной минерализацией (месторождения Киргизии, Якутии, Закавказья с антимонитом, тетраэдритом, бурнонитом, джемсонитом, буланжеритом и другими сульфосолями в первичной руде) образуются в составе окисленных руд "сурьмяные охры", представленные прежде всего простыми оксидами и гидроксидами Sb3+ (сенармонтит, валентинит, кокандит), Sb³⁺ и Sb⁵⁺ (сервантит, гидросервантит, стибиконит), и их смеси с простым сульфоксидом - кермезитом, с флюоритом и кальцитом. Обычно эти охры образуют псевдоморфозы по первичным сурьмяным минералам (Сонора в Мексике, Перета в Италии, Хайдаркан в Киргизии, Горная Рача в Грузии, Тургайское и Успенское в Казахстане). Среди них ауроантимонат известен в месторождениях Au-Sb-ных руд (В. Якутия), где обнаружен в составе "горчичного золота" в виде оливковых червеобразных микрозерен на золотинах. Близкий к стибикониту бисмутостибиконит обнаружен в отвалах рудника в Шварцвальде в форме землистых желто-зеленых корочек с твердостью 4-5. Характерны его сростки с бейеритом и ателестином. Окраска их белая и кремовая, с прибавлением примеси кермезита и сервантита - красная или ярко-желтая.

В группе сложных оксидов Sb³⁺, Sb⁵⁺, Cu²⁺ и Fe²⁺ известны редкие минералы с повышенной твердостью (4-6). Это голубовато-зеленый таблитчатый триппкеит (Чили) и волокнистый красновато-бурый шафарцикит (месторождение Пернек в Словакии), оливково-зеленый партцит и зеленовато-желтый или темно-бурый, мелкозернистый, с твердостью около 6 трипугиит. Мопунгит из группы стоттита (железо-германиевый гидроксид) обнаружен в виде псевдоморфоз по антимониту в месторождении Мопунг-Хиллс (шт. Невада). Представлен бесцветными полупрозрачными кристалликами с твердостью 3 без спайности. Ассоциируется с сенармонтитом, стибиконитом и ромеитом.

На месторождениях с висмутовой первичной минерализацией (висмутин, висмутовые сульфосоли - козалит, устарасит, рецбаниит и др.) в числе гипергенных минералов распространены "висмутовые охры" - смеси из оксидов висмута (бисмит и силленит), в состав которых нередко входят и карбонаты Bi (бисмутит). При содержании в первичной руде сурьмяных сульфидов или сульфосолей в висмутовых охрах может присутствовать бисмутостибиконит - оксид Bi, Sb³⁺ и Fe³⁺.

Мышьяк в зоне гипергенеза может также фиксироваться в форме оксидов. Наиболее распространен простой оксид мышьяка - арсенолит, который в виде белых тонкокристаллических корочек и налетов обычно образуется в начальную стадию окисления шмальтин-хлоантита, никелина и раммельсбергита. Минерал отлагается непосредственно на поверхности арсенидов. Наличие арсенолита свидетельствует о низком окислительном потенциале среды минералообразования (Еh около 0,1 В) и кислой среде (рН< 6). Известны также находки этого минерала, образованные по самородному мышьяку, а также в связи с окислением арсенопирита (месторождение Гульшад в Казахстане).

Оксиды, характерные для зоны гипергенеза медных месторождений, в рудах которых присутствуют богатые медью сульфиды (борнит, халькозин, ковеллин, блеклые руды, энаргит), представлены купритом, тенаритом, мердокитом и др. Гидроксиды Co, характерны для конечного этапа окисления руд кобальтовых месторождений, в первичном составе которых распространены саффлорит, шмальтин, кобальтин. Представлены порошковатыми налетами и дендритовидными агрегатами гетерогенита.

Классификация окислов по кристаллохимическому принципу:

I Класс – ПРОСТЫЕ И СЛОЖНЫЕ ОКИСЛЫ.

А. Соединения типа А₂О

1. Группа льда.

2.  Группа куприта.

Б. Соединения типа АО

3.  Группа периклаза — цинкита:

В. Соединения типа А₂О₃ и ABO₃

4. Группа корунда—ильменита.

5. Группа перовскита:

6. Группа пирохлора:

7. Группа браунита:

8. Группа арсенолита.

9. Группа кричтонита

Г. Соединения типа АВО.

10. Группа шпинели:

Д. Соединения типа А₂О, АВО₄, АО₄ и др.

11. Группа рутила:

12.  Группа уранинита:

13. Группа кварца:

14. Группа углекислоты.

II Класс - ГИДРООКИСЛЫ

15. Группа псиломелана.

16. Группа брукита.

17. Группа гётита

18. Группа лепидокрокита.

Группа куприта.

Куприт  Сu₂О.

Название происходит от лат. “купрум” — медь. Синоним — красная медная руда.

Химический состав — содержание (в %): Сu — 88,8; О—11,2; отмечаются механические примеси самородной меди и гематита.
Цвет — кирпично-красный, темно-красный, красно-бурый до почти черного с синеватым оттенком.
Черта — буровато-красная.
Блеск — от алмазного до полуметаллического.
Прозрачность — прозрачный, просвечивающий.
Твердость — 3,5—4; хрупкий.
Плотность — 6,2 г/см ³.                                                                Рис.16.  Кристалл куприта

Излом — неровный до раковистого.
Сингония — кубическая, пентагон-триоктаэдриче-ский вид симметрии.
Спайность — ясная по (111).

Встречается в виде мелких кристаллов кубического, октаэдрического, ромбододекаэдрического габитуса с развитыми простыми формами {111}, {110}, (100), (112), (122). Известны эпитаксиальные срастания с самородной медью, халькопиритом, вростки в барите, а также псевдоморфозы по самородной меди. Наиболее характерны сплошные зернистые и порошковатые массы.

Типичный гипергенный минерал, образующийся в зоне окисления медно-сульфидных месторождений вместе с самородной медью, малахитом, азуритом или гидроксидами железа.

Коллекционным материалом могут быть щетки хорошо ограненных сравнительно крупных (до нескольких сантиметров) кристаллов (Гумешевское, Турьинское месторождения на Урале, Джезказган в Казахстане). За рубежом уникальные кристаллы куприта известны на месторождениях Шесси близ Лиона во Франции и Онганья в Намибии.

Группа периклаза — цинкита

 

 Периклаз   MgO.

Название от греч. пери – вокруг; класис – трещина, за совершенную спайность по кубу.

Химический состав. Иногда содержит примеси Ре, Мп и Zn.

Цвет. серовато-белый, желтый, черный, темнозеленый.
Блеск. стеклянный.

Прозрачность. Прозрачен, до просвечивающего, V=1.73.

Черта белая

Твердость. 5.5.

Плотность. 3.5—3.6.

Сингония. Кубич. с.

Форма кристаллов. Кристаллическая решетка типа NaCl. Встречается в кубических и октаэдрических кристаллах и неправильной формы зернах.

Спайность. по (100) совершенная.

Агрегаты. Тонкозернистые, сливные массы.
Поведение в кислотах Растворяется с трудом.

Сопутствующие минералы. Брусит, форстерит (Mg₂SiО₄), магнезит. Легко изменяетсяв брусит и гидромагнезит.

Происхождение. Образуется при высоких температурах при недостатке SiO₂, Al₂O₃ и H₂O. В противном случае возникают силикаты магния, шпинели или брусит.

Месторождения. Встречается в контактово-пневматолитовых образованиях среди известняков на гope Сомме, на Везувии в ассоциации с форстеритом —магнетитом, а также в доломитах в марганцевых месторождениях Нордмарк (Швеция), в месторождении Крестмор, Калифорния (США) в контактовых образованиях (содержит мельчайшие ориентирован-ные кристаллики магнетита).

Бунзенит  NiO

Название в честь немецкого химика р.Бунзена

Химический состав.

Цвет. зеленый до буровато-черного.
Блеск. алмазный.

Прозрачность. прозрачный

Черта. Коричнево-черная.

Твердость. 5.5. Уд. вес 6.9

Плотность. 6,4

Сингония. Кубич. с.

Форма кристаллов. Кристаллическая решетка типаNaCl. Кристаллизуется в октаэдрах.

Класс симметрии. Призматический—2/m.
Спайность. Совершенная по (100)

Агрегаты. Плотные, тонкозернистые, сливные.
П. тр. Не плавится

Поведение в кислотах В кислотах почти не растворяется.

Сопутствующие минералы. Висмут, арсенаты никеля и кобальта

Сходные минералы.

Практическое значение.

Происхождение. Встречен вместе с никелевыми минералами и самородным висмутом в урановых жилах а (Саксония) в зоне окисления.

Месторождения. Иоганнгеоргенштадт; о.Гренландия.

 

Бромеллит  ВеО.

Название в честь шведского физика и минералога Бромелля.

Химический состав. Содержание Be 36.0%.

Цвет. белый.
Блеск. стеклянный. Оптически положительный.

Прозрачность. прозрачный

Черта. нет

Твердость. 9

Плотность. 3.02.

Сингония. Гексаг. с

Форма кристаллов. Кристаллы имеют призматический облик.

Класс симметрии. дигексагонально-пирамидальный Крист. решетка типа вюртцита.

Спайность. по (1010) заметная.

Агрегаты. Плотные, тонкозернистые, сливные.
П. тр. не плавится.

Поведение в кислотах Медленно растворяется в НС1 (конц.), быстреев H₂SO₄ (конц.). Сопутствующие минералы. кальцит

Сходные минералы. цинкит

Происхождение. Встречен в виде мелких кристаллов в кальцитовых жилах и богатых гематитомскарнах в марганцевом месторождении Лонгбан в Швеции в ассоциации с сведенборгитом, рихтеритом и манганофиллитом.

Месторождения. Лонгбан ( Швеция), Урал (Россия).

 

Известь  СаО

Цвет. белый
Блеск. матовый

Прозрачность. нет

Черта. белая

Твердость. 3.5

Плотность. 3.3

Сингония. Кубич. с

Форма кристаллов.

Класс симметрии. Кубический.

Спайность. Совершенная по (100).

Агрегаты. Плотные, тонкозернистые, сливные.
Поведение в кислотах Растворяется легко.

Происхождение. Имеются указания на находки этого минерала в известковистых породах, включенных в лавы Везувия. В скарнированных известняках санидиновой фации (высокая температура, низкое давление, приповерхностные условия, в которых обломки известняка попадают в базальтовую лаву). Минерал очень неустойчив. Искусственно полученная известь кристаллизуется в кубической сингонии.

Месторождения. Ксенолиты известняков в лавах Везувия.

 

Вюсцит  FeO.

Название В честь немецкого геолога Э.Вюста.

Цвет. желтоватый
Сингония. Кубическая.

Форма кристаллов. Кристаллическая решетка типа NaCl.

Спайность. Совершенная.

Агрегаты. Плотные.
Практическое значение. Предположительно главный минерал нижней мантии Земли.

Происхождение. Встречен в виде черных кристаллов в железистых лавах Везувия. Образуется в резко восстановительных условиях.

Месторождения. Вюртемберг (Германия).

 

Глёт РbO.

При нагревании около 530° переходит в массикот. Обычно окаймляет зерна массикота. Массикот кристаллизуется в ромбической сингонии и оптически положителен.

Цвет. лимонно- или оранжевожелтый
Блеск. Алмазный, оптически отрицательный.

Прозрачность. Не прозрачен.

Твердость. 2.

Плотность. 9,14

Сингония. Тетраг.

Форма кристаллов.

Класс симметрии. Призматический—2/m.
Спайность. Совершенная по (100)

Агрегаты. чешуйчатые.
П. тр. Легко плавится в желтое стекло.

Поведение в кислотах Растворяется в кислотах.

Сопутствующие минералы. Самородный свинец и ледгиллит.

Практическое значение. Наблюдался в параморфозах по массикоту.

Происхождение. Продукт окисления во многих свинцоворудных месторождениях.

Месторождения. Встречен в Кюкамонга Пик, Калифорния, в районе Минерал-Хилл, Айдао (США), в окрестностях Попокатепетль (Мексика).

 

Сурик РbзO₄

Цвет. ярко красный или буровато-красный.
Блеск. алмазный, жирный или матовый. Оптически анизотропный.

Прозрачность. Не прорачен

Черта. оранжево-желтая.

Твердость. 2,5

Плотность. 8,9—9,2

Сингония. тетрагональная

Класс симметрии. Дитетрагональный-дипирамидальный.

Спайность. Отсутствует.

Излом. Землистый.

Агрегаты. Встречается в массивных, землистых и порошковатых массах

П. тр. Легко плавится.

Поведение в кислотах Растворяется.

Сопутствующие минералы. с самородным свинцом и галенитом, Лонгбан (Швеция) с самородным свинцом, Санта Фэ (Мексика).

Практическое значение. Краска; в химической промышленности.

Происхождение. В очень небольших количествах встречается как продукт разложения галенита или церуссита.

Месторождения. Новый Южный Уэлс (Австралия), Джей Галд, Айдао (США), Баден (Германия).

 

Цинкит  ZnO

Название

Химический состав. Zn 80.3%.

Цвет. оранжево-желтый или темнокрасный
Блеск. алмазный.

Прозрачность. Полупрозрачный.Оптически положительный

Черта. оранжево-желтая

Твердость. 4

Плотность. 5.66

Сингония. Гексаг.

Форма кристаллов. Кристаллы очень редки и наблюдаются только в более поздних кальцитовых жилах.

Класс симметрии. Кристаллическая структура типа вюртцита.

Спайность. по (1010)средняя .

Агрегаты. Наблюдался в виде вкрапленных зерен и сплошных масс

П. тр. не плавится.

Поведение в кислотах Растворяется.

Сопутствующие минералы. В ассоциации с виллемитом, франклинитом в кальцитовых массах.

Происхождение. В значительных скоплениях встречается в известном контактово-метасоматическом месторождении Франклин, Нью-Джерси (США).

Месторождения. свинцово-цинковое месторождение Олькуш (Польша), близ Саравецца, Тоскана (Италия), близ Патерна, Альмерия(Испания), Хизлевуд (Тасмания).

 

Группа корунда—ильменита.

Ильменит  FеТiOз.

Название по Ильменским горам (наУрале).Синоним — титанистый железняк.

Химический состав—содержание (в %):Fe—36,8; Ti — 31,6; О — 31,6; обычны примесимагния, марганца.
Цвет. Черный.
Черта.Черная до красно-бурой.
Блеск. Полуметаллический жирный.
Прозрачность. Непрозрачен.
Твердость — 6.
Плотность. 4,5—5 г/см³
Излом.  раковистый до полураковистого.
Сингония — тригональная, ромбоэдрическийвид симметрии.
Спайность. Отсутствует.Обычно представлен вкрапленными зернами неправильной формы или сплошными зернистыми массами, реже уплощенными таблитчатыми кристаллами с гранями (0001), (1011), (1120), (1010), (0221) и др., похожими на кристаллы гематита; отмечаются двойники по (1011).

Сходные минералы. Иногда похож на гематит, отличаетсяпо форме кристаллов (нет граней скаленоэдров и дипирамид)и по темнойчерте.

Практическое значение. В случае крупных скоплений может являться рудой на титан, используемой в виде TiO₂ в качестве белой краски (титановых белил) с высокой кроющей способностью, а также для сплавов с железом—ферротитана, содержащего 10—15% Ti, для изготовления особых сортов стали.

Происхождение в основном магматическое. Образует вкрапленники и сегрегации в габброанортозитах и других основных породах, иногда наблюдается в пегматитах и кварцевых жилах.

Коллекционным материалом являются крупные таблитчатые кристаллы ильменита с сильным металлическим блеском, встречающиеся в виде отдельных вростков в щелочных пегматитах (Ильменские горы, Алтай и др.). Крупные кристаллы ильменита массой до 10 кг известны на норвежских месторождениях Экерзунд и Крагерё в норитах.

 

Гематит  Fе₂O₃

Название происходит от греч. “гематикос” — кровавый (по цвету в тонком сколе).

Химический состав—содержание (в %):Fe— 70; О — 30; отмечаются примеси алюминия, титана (титаногематит), магния и др

Цвет — от черного в крупнокристаллических агрегатах до ярко-красного в плотных разностях.

Черта — вишнево-красная.

Блеск — от металлическогодо тусклого; иногда синеватая побежалость.

Прозрачность — просвечивает в тонких пластинах.

Твердость — 5—6.

Плотность — 5,3 г/см³.                                                                          Рис.17.  Кристалл гематита.

Излом — полураковистый.

Сингония — тригональная, дитригонально-скаленоэдрический вид симметрии.

Спайность — отсутствует.

Встречается в виде кристаллов таблятчатого, пластинчатого, ромбоэдрического_ облика. Главные простые формы: (0001), (1011), (1120), (0112), (1014} и др. Известны двойники прорастания и нарастания по (0001) и (1011), сростки изогнутых пластинчатых кристаллов типа “железной розы”. Характерны также листоватые и чешуйчатые (железный блеск — спекулярит), зернистые плотные и скрытокристаллические (красный железняк), натечные почковидные (красная стеклянная голова), землистые (гидрогематит), оолитовые агрегаты.

Образует псевдоморфозы по магнетиту (мартит), пириту, ярозиту, кальциту. Происхождение.метаморфическое, гидротермальное, экзогенное в корах выветривания и хемогенно-осадочное.

Практическое значение. Почковидный гематит с тонким волокнистым строением является сырьем для ювелирной промышленности (Кровавик). Выделения почковидного гематита с гладкими блестящими поверхностями выглядят весьма декоративно и отбираются в качестве коллекционного сырья. Такой материал формируется в пустотах гидротермальных гематитовых (Кишкенесор в Казахстане, Россия), оловорудных (Альтенберг, ГДР) и редкометальных (Яхимов, ЧССР) жил. Прекрасные блестящие штуфы минерала встречаются в элювиальных россыпях красной стеклянной головы на месторождениях КМА. Коллекционным материалом служат также крупные кристаллы гематита толстотаблитчатого габитуса с совершенной огранкой. В Россия подобный материал известен на Шабровском месторождении благородного талька на Урале, а за рубежом на о-ве Эльба (Италия), в Альпах (Сен-Готард, Швейцария) и в других местах.

 

 

Корунд    Аl₂О₃.

Название, возможно, происходит от тамильского “курундам” или от санскритского “курувинда” рубин.

Химический состав содержание (в %): Al— 53,2; О — 48,8; отмечаются незначительные примеси хрома, железа, марганца, титана.
Цвет  синевато- или желтовато-серый, фиолетовый, зеленый, розоватый; прозрачная разность красного цвета — рубин; синего, желтого, зеленого, фиолетового — сапфир.
Черта, белая.
Блеск стеклянный до алмазного, перламутрового.
Прозрачность  просвечивает в осколках; драгоценные разности прозрачны.
Твердость  9; хрупкий.

Плотность 4 г/см³.                                               Рис.18.  Кристалл сапфира
Излом  неровный до раковистого.
Сингония  тригональная, тригонально-скаленоэдрический вид симметрии.
Спайность. отсутствует.

Встречается в виде кристаллов бочонковидного, дипирамидального, призматического, пластинчатого облика. Главные простые формы: (0001), (1010), (1120), (1011), (2241), (2243) и др. Часто наблюдаются полисинтетические двойники по (1011) и (0001). Кристаллы во многих случаях деформированы. Грани призм, дипирамид и пинакоида покрыты косой штриховкой. Иногда отмечаются горизонтальная отдельность и штриховка вследствие двойникования по пинакоиду.

Корунд — полигенный минерал, образующийся из высокоглиноземистых базальтовых и щелочных магм, а также гидротермально-метасоматическим путем (скарны, вторичные кварциты и т. п.) и при региональном метаморфизме гранулитовой фации.

Окрашенные прозрачные разновидности корунда — рубин я сапфир — относятся к наиболее дорогостоящим самоцветам благодаря великолепной окраске и очень высокой твердости.Непрозрачные и слабо просвечивающие из-за мелкой трещиноватости или минеральных включений кристаллы рубина и сапфира используются как коллекционный материал. Большой интерес представляют крупные (до 10 см в поперечнике) кристаллы вишнево-красного корунда в биотит-флогопитовых плагиоклазитах (месторождение Макар-Рузь на Полярном Урале), а также штуфы белых мраморов с вкрапленными призматическими кристаллами рубина ярко-малинового цвета, развитые на месторождениях в кальцифирах и скарнах (Могок, Бирма; Хунза, Пакистан. Не менее декоративны образцы базальтовых пород, содержащие вкрапленники василькового, синего, зеленого, желтого и фиолетового сапфира (сапфироносные базальты Индокитая и Австралии). Декоративный корунд встречается также в высокоглиноземистых гнейсах и щелочных пегматитах (Карелия, Кольский полуостров). Он характеризуется хорошей огранкой, сравнительно крупными размерами (до 5 см в длину и 3 см в поперечнике) и привлекательной розовой, фиолетовой, зеленовато-желтой окраской с заметно выраженным дихроизмом.

Ювелирами и коллекционерами высоко ценятся звездчатые корунды с хорошо выраженным астеризмом (эффектом опалесценции в виде трех- или многолучевой звезды), возникающимзасчет закономерно ориентированных микровключений.

Главный диагностический признак корунда — высокая твердость; от похожей шпинели отличается по форме кристаллов.

 

Группа перовскита:

Сам перовскит—по химической формуле является вполне тождественным минералом ранее рассмотренной подгруппы ильменита, кристаллизующимся в решетке корунда. Однако он существенно отличается от них по сингонии. Это обусловлено тем, что ион Са обладает значительно большим радиусом, чем ионы Mg и Fe и потому возникает совсем другая кристаллическая структура, это обстоятельство отражается и на ассоциации элементов, входящих в минералы группы перовскита. Прежде всего, в виде изоморфных примесей к Са в некоторых минералах встречаются редкие земли: Се, La, а также Y.

Перовскит  CaTiO₃,

Название в честь Л. А. Перовского.

Химический состав. СаО 41.1%, TiO₃ 58.9%. В незначительных количествах в виде приме-си присутствуют Fe (до 2%), иногда Сг, Al и TR

Цвет. серовато-черный, красновато-бурый, оранжевожелтый и светложелтый
Блеск. алмазный. N = 2.34

Черта. белая или серовато-желтая

Твердость. 5,5—6.

Плотность. 3.97—4.04.

Сингония. по внешним формам кубическая. Однако оптически обычно анизотропен и характеризуется двойниковым строением, что свидетельствует о полиморфном его превращении в более низкотемпературную ромбическую модификацию.  

Форма кристаллов. Нередко встречающиеся кристаллы, иногда довольно крупные, имеют кубический облик. На гранях куба наблюдаются штриховки параллельно ребрам куба.

Класс симметрии. Призматический—2/m.
Спайность. по кубу ясная.

Агрегаты. Встречается в почковидных образованиях, в которых различимы мелкие кубики.

П. тр. не плавится.

Поведение в кислотах Разлагается только кипящей серной кислотой.

Практическое значение. Практического значения не имеет.

Происхождение. Крупных скоплений этот минерал обычно не образует. В виде вкраплений он встречается в некоторых щелочных базальтах (мелилитовых, лейцитовых и других), иногда в титаномагнетитовых и хромитовых месторождениях. Хром-содержащий перовскит встречен в Сарановском хромитовом месторождении на Урале. Лучшие находки кристаллов перовскита были сделаны в оригинальных по происхождению контактово-метасомати-ческих месторождениях Назямских иШишимских гор в Златоустовском районе на Урале в известных Ахматовской, Николае-Максимилиановской, Мельниковской и других копях, весьма интересных по парагенетическим группировкам минералов. Особенно крупные кристаллы перовскита встречались в Мельниковской копи в виде метакристаллов в хлоритовых сланцах и известняках. Они образовались также в полых трещинах в ассоциации с кристаллами хлорита, магнетита, сфена, гранатов и других минералов.

Перовскит распространен и ,в ряде иностранных месторождений, из которых упомянем месторождения долины Церматт (Швейцария) и Вильдкрейциох в Тироле.

 

Лопарит  (Na, Ce,Ca)(Nb,Ti)О₃

Название по названию народности Кольского полуострова – лопари.

Химический состав. TiО₃  - 39.2%, Nb₂О₃  - 11%

Цвет. черный или серовато-черный.
Блеск. полуметаллический.

Прозрачность. В тонких шлифах просвечивает буровато-красным цветом.

Черта. коричнево-бурая или красновато-коричневая.

Твердость. 5.5—6.

Плотность. 4.75—4.89.

Излом. Неровный.                                                                     Рис.19.  Двойники лопарита

Сингония. Кубическая.

Форма кристаллов. Подобна структуре перовскита, встречается преимущественно в виде кубических кристаллов притупленных гранями {111}. Эти кристаллы почти всегда сдвойникованы по флюоритовому закону и очень мелкие, не более 1-2 мм.

Класс симметрии. гексаоктаэдрическая .
Спайность. отсутствует.

П. тр. не плавится. Порошок лопарита с содой на угле с трудом сплавляется. Раствор сплава в НС1 при кипячении с оловом окрашивается в фиолетовый цвет (реакция восстановления титана); затем появляется голубая окраска (реакция на ниобий). В присутствии олова перл фосфорной соли в восстановительном пламени имеет желтый цвет; по охлаждении окрашивается в фиолетовый цвет (реакция на титан).

Поведение в кислотах не растворяется. Разлагается вполне HF.

Сопутствующие минералы. В парагенезисе с ним обычно встречаются полевые шпаты (микроклин, альбит), нефелин, эгирин, эвдиалит, сфен и некоторые другие , минералы. Кристаллы лопарита, особенно крупные, часто содержат включения окружающих минералов и являются метакристаллами.

Практическое значение. Лопарит представляет интерес как источник ниобия, редких земель, титана и других элементов. Ниобий в виде феррониобия в последнее время приобрел большое значение в металлургии качественных сталей. Добавка феррониобия к сталям придает им ряд замечательных свойств: 1) предохраняет их от воз­душной закалки, 2) повышает упругость и гибкость, 3) значительно улучшает сварочные свойства, придает свойства жароупорности, кислотоупорности и пр. Из ниобиевых (так же как и из танталовых) сплавов важное значение получили сверхтвердые сплавы высокого качества для изготовления буров, сверл, пилок, применяемых при резке твердых сталей, а также в производстве часовых пружин. Кроме того, ниобий и тантал употребляются для изготовления нитей в специальных электрических лампах.

Происхождение. Лопарит известен как породообразующий магматический минерал. В виде более или менее равномерно рассеянных кристалликов он распространен в темных обогащенных эгирином (NaFeSi₂О₆) нефелиновых сиенитах, залегающих в виде пласто-образных тел на большой площади.

Лопарит встречается также во многих пегматитовых жилах в виде сконцентрированных вкраплений или включений мелких кристалликов в полевых шпатах и эвдиалите (цирконосиликат сложного состава).

Месторождения. Ловозеро (Кольский п-ов)

Группа браунита:

Браунит 3(Мn, Fе)₂O₃·МnSiО₃

Минерал диморфен. Более высокотемпературная кубическая модификация (β -браунит) устойчива при температурах 700—940°; тетрагональная — (α-браунит) образуется при более низких температурах.

Название по фамилии немецкого ученого К.Брауна.

Химический состав. МnО 44.8%, MnO₃ 55.2%. Наличие двух- и четырехвалентного марганца установлено при изучении магнитной анизотропии ионов Мп, входящих в состав минерала (у иона Мп²⁺ анизотропия незначительная, тогда как у Мп⁴ очень высокая). Часто содержит кремнезем до 8% и обнаруживает излишек закиси марганца против формулы. Кремнезем присутствует либо в виде механической тонкораспыленной примеси, либо входит в состав минерала. Кроме того, в брауните нередко устанавливается железо, иногда до 10%.

Цвет. Черный.
Блеск. Полуметаллический.

Прозрачность. Непрозрачен. Отражательная способность невысокая. Слабо анизотропен.

Черта. Буровато-черная.

Твердость. 6.

Плотность. 4.7—5.0. Не магнитен.

Излом. Неровный.                                                                           Рис.20.  Кристалл браунита

Сингония. Тетрагональная.

Форма кристаллов. Кристаллы имеют октаэдрический облик; тетрагональная дипирамида, приближающаяся по углам к октаэдру,находится иногда в комбинации с гранями призмы и пинакоида.

Спайность. Заметная по {111}

Минеральные агрегаты:  сплошные зернистые агрегаты.

П. тр. не плавится. С бурой дает реакцию на Мп.

Поведение в кислотах В HCl.c трудом растворяется с выделением из раствора хлора и студенистогокремнезема. В НNОз разлагается на МпО и МпO₂ (в осадке).

Сопутствующие минералы. Барит, гаусманит, гематит, магнетит, якобсит.

Практическое значение.. Браунитовые руды принадлежат к числу важнейших марганцевых руд, используемых в черной металлургии для выплавки ферромарганца, который идет в присадку при выплавке сталей в мартеновских печах. Бедные марганцем руды употребляются для подшихтовки при выплавке обыкновенных чугунов в домнах.

Происхождение. Возникает в восстановительных условиях, но устойчив в пределах определенных значений восстановительно-окислительного потенциала. В более восстановительной обстановке замещается гаусманитом — МnзO₄. Встречается в некоторых контактово-пневматолитовых месторождениях, а также в гидротермальных жилах в ассоциации с различными минералами марганца и железа, баритом, кварцем и др. В значительных массахраспространен в регионально-метаморфизованных осадочных месторождениях марганца.

В зоне окисления браунит не устойчив: постепенно окисляясьдо высшей валентности, превращается в псиломелан, а затем в более устойчивый в присутствии кислорода пиролюзит—МпОз.

Месторождения. Кара-Джал (Центральный Казахстан), Сапальское (Урал). Кубическая модификация встречена в очень незначительных количествах в Чиатурском месторождении в виде новообразований при контактном воздействии базальтовой магмы на марганцевые месторождения осадочного происхождения и, повидимому, в Постмасбурге (Юго-Восточная Африка).

Группа арсенолита

Арсенолит  As₂O₃

Название по химическому составу

Цвет. Белый с голубоватым или красноватым оттенком.
Блеск. Стеклянный до шелковистого.

Прозрачность. Прозрачный

Черта. Белая

Твердость. 1,5

Плотность. 3,88

Излом. Ровный

Сингония. Кубическая.

Форма кристаллов. октаэдры

Класс симметрии. Гексаоктаэдрический.
Спайность..ясная

Минеральные агрегаты: землистые налеты, мучнистые корки.

П. тр. Дает белый налет и запах мышьяка.

Поведение в кислотах Растворяется в HCl и в воде. Очень ядовит!

Сопутствующие минералы. Арсенопирит, скуттерудит.

Практическое значение.

Происхождение. Вторичный минерал, образуется в зонах окисления мышьяк содержащих месторождений.

Месторождения. Шварцвальд (Австрия) и др.8. Группа арсенолита.

 

Группа шпинели:

Шпинель  MgAl₂O₄.

Название, вероятно, происходит от лат. “спинелла” — маленький шип, что связано с октаэдрической формой кристаллов.

Химический состав  содержание (в %): MgO — 28,2; АЬОз — 71,8; обычны примеси железа, хрома, цинка, марганца.

Цвет  зеленовато-синий, синий до черного, розовый, красный (обуслолен примесями).

Черта белая.

Блеск  стеклянный.

Прозрачность  от непрозрачной до прозрачной.

Твердость  8.

Плотность  3,6 г/см ³.

Излом  раковистый.

Сингония  кубическая,

Вид симметрии. Гексаоктаэдрический.                                      Рис.21.  Кристалл шпинели

Спайность несовершенная по (111).

Встречается преимущественно в форме октаэдрических кристаллов (другие простые формы редки) обычно небольших размеров. Характерны двойники срастания по (111}—по шпинелевому закону. Менее распространены изометрические зерна и зернистые агрегаты. У реальных кристаллов шпинели обычно наиболее развита одна или пара противоположных граней октаэдра. При этом шпинелевые двойники приобретают характерный треугольно-пластинчатый облик с раздвоенными (входящими) углами.

Окраска шпинели определяется в основном изоморфной примесью Fe²⁺ (плеонаст и герцинит — зелено-бурая до черной), Fе³⁺ (хлоршпинель — травяно- и оливково-зеленая), Fe²⁺ ,Fe³⁺, и Сг (пикотит — желто-зеленая, зеленая), Zn (ганошпинель — зеленовато-синяя, темно-синяя).

Типичный минерал магнезиальных скарнов, ассоциирующий с форстеритом, энстатитом, диопсидом, кальцитом и др. Прозрачная разновидность минерала — благородная шпинель — является драгоценным камнем. Крупные (размер по ребру более 10 мм) непрозрачные трещиноватые кристаллы розовой шпинели используются как коллекционный материал. Находки такого материала связаны преимущественно с магнезиальными скарнами (месторождение Кухилал на Памире). Наибольший интерес представляют образцы кальцифиров, содержащие мелкие прозрачные кристаллы розово-красной шпинели в ассоциации с оранжевым дравитом и клиногумитом. Коллекционное значение имеют также крупные (5—10 см), хорошо ограненные кристаллы шпинели темно-синего и черного цвета, включенные в кальцифиры (Слюдянка в Иркутской обл.; Алданский р-он Якутии). Очень декоративны штуфы кристаллов шпинели и диопсида в белой или розоватой кальцитовой массе. Прекрасные кристаллы темно-зеленой и черной хлоршпинели в ассоциации с диопсидом, гранатом, везувианом, хлоритами встречаются в хлоритовых скарнах (месторождения Шишимское в Челябинской обл.).Определяется по октаэдрической форме кристаллов и высокой твердости.

Хромит и Магнохромит

Формула FeСг₂О₄,, или FeО·Cr₂О₃, MgCr₂O₄

Химический состав. (Сr₂О₃) 18—62 %. (FеО) 0—18 %.(MgO) 6—16 %. (Аl₂О₃) 0—33 %. (Fе₂О₃) 2—30 %. Кроме того, присутствуют (TiO₂) до 2%, (V₂O₅) до 0,2%, (МпО) до 1%, (NiO) и (СоО) 0,05%.

Цвет. Черный.

Блеск. Металлический, жирный

Прозрачность. Непрозрачные, в очень тонких осколках просвечивают темно-красным.

Черта. Бурая.

Твердость. 5,5—6.

Плотность. 4,5—4,8.

Излом. Неровный, раковистый.

Сингония. Кубическая.

Форма кристаллических выделений. Редко встречаются октаэдрические кристаллы, чаще плотные зернистые агрегаты.

Кристаллическая структура. Такая же, как у шпинели (шпинелевая решетка).

Класс симметрии. Гексаоктаэдрический — mЗт.

Спайность. Отсутствует.

Агрегаты. Сплошные, зернистые.

П. тр. Не плавятся; перл буры или фосфорной соли после охлаждения становится изумрудно-зеленым.

Поведение в кислотах.. Нерастворимы.

Сопутствующие минералы Оливин, бронзит, уваровит (хромовый гранат), металлы платиновой группы, магнетит, кеммерерит.

Сходные минералы. Магнетит, франклинит.

Практическое значение. Хромшпинелиды являются единственным источником получения феррохрома, используемого для изготовления высококачественных хромовых и хромоникелевых легированных сталей. Хромовые руды, бедные хромом и железом, но богатые окисью алюминия и окисью магния, используются в производстве огнеупорных материалов для футеровки печей; хромшпинелиды применяются в химической промышленности для получения различных солей хрома.

Происхождение. образуется при кристаллизации ультраосновных пород (дунитов, гарцбургитов, пироксенитов). Месторождения этих минералов очень редки.

Месторождения. Крупнейшие месторождения находятся на Урале (Россия); на Балканском п-ове (Албания, Югославия, Греция); Турция; Бушвелдокий массив (Южная Африка); Великая дайка (Южная Родезия). В Германии шлировые выделения хромшпинелидов иногда встречаются в серпентнннзированных дунитах и гарцбургитах у Хоэнштейн-Эрнстталя; в гарцбургитах долины Радау близ Гарцбурга.

 

Магнетит  FеFе₂O₄.

Название — происхождениенеясно. Синоним — магнитный железняк.

Химический состав—содержание (в %): FeO— 31; Fe₂О₃ — 69; обычны примеси титана, хрома, магния, марганца, никеля, ванадия, алюминия.
Цвет — железо-черный, иногда с синей побежалостью.
Черта — черная.
Блеск — металлический,матовый.
Прозрачность — непрозрачный.
Твердость — 5,5—6.
Плотность — 5,2 г/см ³.
                                                                                                   Рис.22.  Кристалл магнетита.

Излом — раковистый.
Сингония — кубическая, гексаоктаэдрический вид симметрии.
Спайность — отсутствует.

Встречается в мелкозернистых сплошных массах, вкраплениях, а также в виде кристаллов октаэдрического, реже ромбододекаэдрического габитуса с простыми формами (100), (111), (110), (211}, (210) и характерной диагональной штриховкой на гранях (110). Известны также сферолиты, почковидные агрегаты, оолиты, псевдоморфозы магнетита по гематиту (мушкетовит), хризотил-асбесту, перовскиту и другим минералам.

Магнетит — полигенный минерал, распространенный в магматических месторождениях (ассоциирует с пиритом, пирротином, пентландитом и др.), известковых и магнезиальных скарнах (с эпидотом, кальцитом, кварцем, сульфидами и др.), карбонатитах (с апатитом, форстеритом, кальцитом), а также в гидротермальных месторождениях разных формаций и метаморфических железистых кварцитах (с гематитом).

Коллекционным материалом являются главным образом друзы относительно крупных (более 0,5 см) октаэдрических кристаллов магнетита черного цвета с сильным металлическим блеском на гранях. Очень интересны в минералогическом отношении и достаточно декоративны образцы октаэдрического магнетита в ассоциации с пиритом, аметистом и другими минералами. Коллекционный материал с магнетитом часто встречается в карбонатитах (месторождение Ковдор на Кольском полуострове), скарнах (Благодатское на Урале, Дашкесан в Азербайджане и др.), реже в пегматитах (Слюдянка в Иркутской обл.).

 

Гаусманит  МпМп₂О₄

Вреденбургит — разность, представляющая смесь гаусманита и якобсита как продуктов распада твердого раствора.

Название по имени немецкого минералога Гаусмана.

Химический состав. МпО 62.0%, Мп0₂ 38.0% (Мп 72.0%). Содержит также FeO и Fе₂Оз.

Цвет. черный.
Блеск. у не затронутых окислением кристаллов сильный алмазный металлический.

Прозрачность. Полупрозрачен, но окисленные и даже слегка окисленные разности совершенно не прозрачны. Оптически отрицателен.

Черта. коричневая или красновато-бурая.

Твердость. 5. Хрупок.

Плотность. 4.7—4.9. Не магнитен.

Излом. Неровный.

Сингония. Тетрагональная.

Форма кристаллов. Кристаллы подобные шпинели встречаются лишь в пустотах.

Класс симметрии. дитетрагонально-дипирамидальный. Весьма характерны полисинтетические двойники.
Спайность.. по {001} довольно совершенная.

Минеральные агрегаты: распространен в виде зернистых агрегатов.

П. тр. не плавится. Перл буры в окислительном пламени окрашивается в фиолетовый цвет.

Поведение в кислотах В НСl растворяется с выделением С1.

Сопутствующие минералы. Браунит, тефроит, родохрозит.

Сходные минералы:  В зернистых агрегатах без микроскопических исследований бывает трудно отличить от других минералов марганца. От браунита отличается меньшей твердостью и по явно красноватой черте. Пиролюзит— имеет черную черту. Минералы группы псиломелана обладают черной или шоколадно-бурой чертой. От гематита отличим по твердости и по структуре агрегатов (для гематита в большинстве случаев характерны агрегаты пластинчатых зерен). Под микроскопом легко узнается по резко выраженной оптической анизотропии минерала, по полисинтетически-двойниковому строению зерен и по пониженной твердости.

Практическое значение.. Гаусманитовые руды, как и браунитовые, используются в черной металлургии для выплавки ферромарганца или для подшихтовки при выплавке чугунов (в зависимости от богатства руд марганцем).

Происхождение. Гаусманит, аналогично магнетиту, возникает в более восстановительной среде, чем браунит. Он, так же как и браунит, с которым нередко ассоциирует, встреча-ется в некоторых контактово-м етасоматических и гидротермальных месторождениях марганца, а также в процессе восстановления пиролюзита и браунита. Установлены псевдоморфозы гаусманита по брауниту. Характерно, что в метаморфизованных месторождениях, в сильно восстановительных условиях, когда окислы марганца превращаются в закись, последняя в присутствии кремнезема легко образует силикаты марганца (тефроит, родонит, бустамит, гранаты). При недостатке кремнезема возникает манганозит, как это наблюдается в контактово-метасоматических месторождениях марганца в доломитах и известняках.

Месторождения. В марганцевых месторождениях России гаусманит, как один из главных рудообразующих минералов входит в состав руд Сапальского гидротермального месторождения в мраморизованных известняках (у г. Нижний Тагил). В Чиатурском месторождении находки гаусманита имеют минералогическое значение В зарубежных странах гаусманит встречается в контактово-пневматолитовых месторождениях Нордмарк и Лонгбан (Швеция), в жильных месторождениях Ильфельд, Гарц (Германия).

 

                                                                       Рис.23.  Кристалл гаусманита

 

 

Хризоберилл  BeAl₂O₄.

Название происходит от греч. “хризос” — золото.

Химический состав—содержание (в %): ВеО—19,8; Al₂O₃ — 80,2; отмечаются примеси железа, хрома.
Цвет — зеленый, желтый. Лишь хромсодержащая разность (александрит) обладает изумрудно-зеленой окраской. Встречаются разности с волнисто-опалесцирующим отливом на солнечном свете (цимофан с о. Цейлона).Свойство александрита менять свою зеленую окраску на фиолетово-красную при электрическом освещении основано, как показали исследования , на том, что этот минерал обладает явно выраженной способностью пропускать сине-зеленые лучи (в интервале 460—530 т у.) и красные (в интервале от 620 т у- до границы видимого спектра лучей). Так как при освещении дневным светом в восприятии цвета главную роль играют сине-зеленые лучи, то этот минералпри дневном свете кажется зеленым, а при искусственном, бедном этими лучами, выступает красный цвет.
Черта — белая.
Блеск — стеклянный, жирный.
Прозрачность — Прозрачный.
Твердость — 8,5.                                    Рис.24.  Кристалл хризоберилла
Плотность — 3,7 г/см ³.
Излом — раковистый.
Сингония — ромбическая, ромбо-дипирамидальный вид симметрии.
Спайность — несовершенная по (110).

Встречается в виде толстотаблитчатых, реже коротко- и длинно-призматических псевдогексагональных кристаллов с главными формами (001), (110), (010), (111) и (121); характерны двойники и тройники по (130) с резкой радиальной штриховкой.

Образуется в основном в апоультрабазитовых грейзенах, где ассоциирует с флогопитом, хлоритом, фенакитом, флюоритом, плагиоклазом.

Александрит — хромсодержащая изумрудно-зеленая разность хризоберилла, красная при искусственном освещении, относится к драгоценным камням. Отдельные крупные кристаллы александрита (2—3 см и более), тройниковые сростки обычного хризоберилла и александрита и друзы александрита являются редким, часто уникальным коллекционным материалом. Самая замечательная из наиденных на Урале друз александрита включает 22 прекрасно образованных тройника размером до 8—9см.Месторождения ювелирного и коллекционного хризоберилла и александрита известны в Россия на Урале, а за рубежом — в Шри-Ланке и Бразилии.

Определяется по наличию характерных тройниковых сростков, высокой твердости и проявленному в той или иной мере александритовому эффекту.

 

                                                                                                           Рис.25.  Тройник александрита

 

Группа рутила

Анатаз  ТiO₂

Название– от греч. “анатазис” — удлинение. Синоним: октаэдрит (кристаллы вытянуты по призме, но также ограничены бипирамидой, по облику приближающейся к октаэдру). Цвет. Медово-желтый, серо-бурый, коричневый, черный.
Блеск. Алмазный, жирный, металловидный.
Черта. Белая.
Твердость. 5,5 — 6.
Плотность. 3,8 — 3,9.
Сингония. Тетрагональная.
Форма кристаллических выделений. Только кристаллы (большей частью мелкие), рассеянные в пустотах (трещинах).

Кристаллическая структура. Характеризуется плотнейшей кубической упаковкой ионов кислорода. Координационные числа такие же, как у рутила.
Класс симметрии. Дитетрагонально-бипирамидальный — 4/mmm.
Спайность. Совершенная по базису (перпендикулярно оси с) и граням октаэдра (111).
Агрегаты. Только кристаллы.
П. тр. Не плавится.                                                   Рис.26.  Кристалл анатаза
Поведение в кислотах. Нерастворим.

Сопутствующие минералы. Рутил, брукит, титанит, ильменит, альбит, адуляр, горный хрусталь, хлорит, эпидот.
Сходные минералы. Ксенотим.

Практическое значение. Не имеет.

Происхождение. Гидротермальные выделения в трещинах, в диабазах Гарца; в альпийских жилах Сен-Готарда (Швейцария); на северном Урале; в Бразилии и других местах. Анатаз как тяжелый минерал часто образует концентрации в россыпных месторождениях.

 

Брукит   TiO ₂.

Название — по имени английского кристаллографа и минералога Г. Брука (Леви, 1824).

Химический состав — содержание (в %): TiO₂ — 94,09– 98,77; Fe₂O₃ — до 4,5; Nb₂O₅ и Ta₂O₅ — до 9,6.

Цвет — желтоватый, красноватый, красновато-бурый до железно-черного. Окраска часто неравномерная, в проходящем свете отчетливо выделяются по более темной окраске характерные пирамиды роста (001), (122), (021) и др. Желтоватая, равномерно распределенная окраска кристаллов брукита с Полярного Урала обусловлена, по данным Икорниковой, окисными соединениями железа, зеленоватая окраска пирамид роста — закисными соединениями железа; по Арнольду, более темная окраска пирамид роста связана с вхождением в решетку ниобия.
Черта — бесцветная до желтоватой или желтовато-серой.
Блеск — металловидно-алмазный, полуметаллический
Прозрачность — От почти прозрачного и хорошо просвечивающего до непросвечивающего (железно-черные брукиты).
Твердость — 5,5 – 6.
Плотность — 3,9—4,14 г/см³.                                     Рис.27.  Кристалл брукита
Излом — неровный пли неясно раковистый. Хрупок.
Сингония — Моноклинная; призматический вид симметрии.
Спайность— по (110) неясная, еще менее отчетливая по (001).
Агрегаты — Отдельныекристаллы.
П. п. тр - не плавится. С фосфорной солью в окисл. пл. дает бесцветное или коричневатое (темные брукиты, богатые Fe) стекло, в восст. пл. с крупинкой олова — фиолетовое стекло.
Поведение в кислотах — нерастворим..

Встречается в виде кристаллов разнообразного облика. В жилах альпийского типа кристаллы большей частью уплощены по (100) (плоскость слоев плотнейшей упаковки) и несколько удлинены вдоль оси С (по направлению цепей); наблюдаются также столбчатые и псевдогексагональные дипирамидальные кристаллы. На гранях а (100) и вертикальных призм обычна вертикальная штриховка. Иногда содержит закономерные вростки рутила (параморфозы рутила по брукиту): [001] обоих минералов параллельны, (110) рутила || (110) или (122) брукита; отмечены ориентированные включения брукита в мусковите.

Сходные минералы: Минералов, похожих на брукит, мало; от рутила и других сходных по цвету минералов отличается формой кристаллов, от просвечивающих пластинок гематита — цветом черты. Отличительные признаки в шлифах: аномальная интерференционная окраска, очень высокий рельеф и сильное двупреломлеиие.

Сопутствующие минералы: кварц, альбит, хлорит, сфен, рутил, анатаз.

Месторождения. Относительно редок. Является гидротермальным минералом; встречается главным образом в жилах альпийского типа, где образует пластинчатые кристаллы (длиной до 20 мм, толщиной до 5 мм) в парагенезисе с кварцем, альбитом, хлоритом, сфеном, рутилом, анатазом и другими минералами; образуется позже рутила и раньше анатаза. Более редок в пегматитах. В виде микроскопических выделений обнаружен в сиенитах. Изредка встречаются псевдоморфозы брукита по сфену. В альпийских жилах установлен на Урале — гора Неройка, Нейво-Рудянка, Атлян и др., в Швейцарии — Сен-Готард, Тессин и др., во Франции — Бурд'Уазан, Изер и др., в Австрии — в Тироле, в США — в шт. Массачусетс и др. Наблюдается в россыпях близ коренных месторождений (в Россия на Урале по рекам Атляну и Санарке).

Отмечается также в осадочных породах разного возраста и состава в виде кластических зерен; в ряде случаев является новообразованием. Иногда образуется в результате выветривания сфена и других титановых минералов. Нередко обнаруживается в составе лейкоксенов.

Изменения. В природных-условиях является очень устойчивым, попадает в россыпи, где хорошо сохраняется. Известны параморфозы рутила по •брукиту [11] и псевдоморфозы по брукиту магнетита (Дана, 1944).

Практическое значение. Не имеет, т. к. не накапливается в больших количествах.

Разновидности.Арканзит (аркансит) — arkansite — своеобразные дипирамидальные кристаллы псевдогексагонального облика вследствие более или менее равномерного развития граней (122) и (110). Цвет более темный, чем у обычного брукита, черный.

 

Рутил  ТiO₂.

Название происходитот лат. “рутилус” — красноватый.

Химический состав—содержание (в %): Ti— 60; О — 40; обычны примеси железа, олова, ниобия и тантала.
Цвет — темно-бурый, красновато-бурый до черного, иногда буровато-желтый.
Черта — желтая до светло-коричневой.
Блеск — металлический до алмазного.
Прозрачность — непрозрачный, в тонких сколах просвечивает.
Твердость — 6—6,5; хрупкий.
Плотность — 4,2— 4,3 г/см³.                        Рис.28.  Кристаллы рутила
Излом — раковистый.                                    
Сингония — тетрагональная, дитетрагонально-дипирамидальный вид симметрии.
Спайность—совершенная по (110), менее ясная по (100).

Встречается в виде призматических, столбчатых, игольчатых и волосовидных кристаллов с главными простыми формами (110), (100), (120), (130), (230), (101), (111) и др. Характерны коленчатые двойники, тройники, сетчатые сростки двойников игольчатого рутила (сагениты). Кристаллы нередко изогнуты, имеют штриховку вдоль удлинения. Распространены также мелко-и крупнозернистые сплошные массы, где иногда рутил ассоциирует с кварцем и ильменитом.

Сходные минералы: От похожего циркона отличаетсяболее низкой твердостью, а от касситерита — меньшей плотностью.

Происхождение:Наблюдается в гидротермальных и гидротермально-метаморфогенных кварцевых жилах, изредка в пегматитах. Акцессорный минерал амфиболитов, плагиогнейсов, зеленых сланцев и других метаморфических пород.

Коллекционный материал представлен крупными кристаллами, коленчатыми двойниками, кристаллами необычной окраски (например, с участками черного цвета на фоне золотисто-желтого), а также игольчатыми агрегатами рутила с наросшими на них белыми кристалликами кальцита. Интересны совместные включения рутила и хлорита в кристаллах горного хрусталя. Очень декоративны включения в горном хрустале игольчатых кристаллов золотисто-желтого и медно-красного рутила, часто собранных в параллельные или спутанно-волокнистые агрегаты — так называемые “стрелы Амура” и “волосы Венеры”. Минералогической редкостью являются кристаллы горного хрусталя, содержащие включения рутила и покрытые мелкими, хорошо ограненными кристаллами анатаза и брукита.

Месторождения. Основная масса коллекционного рутила связана с жилами альпийского типа (Приполярный Урал ; Тавеч, Бинненталь, Сен-Готард в Швейцарии и др.) и сиенитовыми пегматитами (Ильменские горы на Урале).

 

Касситерит  SnO₂.

Название происходит от греч. “касситерос” — олово.

Синоним  оловянный камень.
Химический состав содержание (в %): Sn— 78,8; О — 21,2; отмечаются примеси железа, титана, тантала, ниобия, марганца, циркония, вольфрама.
Цвет коричневый, черный, серый, реже желтый, оранжевый, красный, зеленый.
Черта  белая до светло-желтой.
Блеск алмазный до полуметаллического, на изломе тусклый.
Прозрачность просвечиваетв тонких сколах.
Твердость 6—7; хрупкий.
Плотность 7 г/см³.                                                      Рис.29.  Кристалл касситерита
Излом раковистый.                                                   
Сингония  тетрагональная, дитетрагонально-дипирамидальный вид симметрии.
Спайность  несовершенная, иногда яснаяпо(100).

Встречается в кристаллах дипирамидального таблитчатого и столбчатого (до игольчатого) облика. Главные простые формы:

(110), (010), (120), (230), (111), (133) и др. Характерны коленчатые двойники по (011). Чаще наблюдается в виде неправильных зерен. Известно “деревянистое олово” — желваки и другие натечные формы, обладающие концентрически-зональным строением.

Сопутствующие минералы. ассоциирует с топазом, турмалином, мусковитом, циннвальдитом, колумбитом, кварцем и др

Коллекционный материал представлен хорошо ограненными кристаллами касситерита черного и черно-коричневого цвета с сильным алмазным блеском на гранях, а также сростками таких кристаллов. Сравнительно крупные кристаллы коллекционного касситерита находят в основном в пустотах гидротермальных кварцевых жил (Северо-Восток России), в грейзенах и гранитных пегматитах (Забайкалье, Казахстан).

Сходные минералы. По внешнему облику очень часто сходен с рутилом, иногда с цирконом, от которых отличается более высокой плотностью.

П. тр. Характерна реакция с НС1 на цинке, в результате которой получают “оловянное зеркало”.

Происхождение пневматолито-гидротермальное: связан с гранитными пегматитами и грейзенами (ассоциирует с топазом, турмалином, мусковитом, циннвальдитом, колумбитом, кварцем и др.), а также с гидротермальными образованиями оловоносных кварцевой и сульфидной формаций (с вольфрамитом, магнетитом, арсенопиритом, пирротином, галенитом, сфалеритом, висмутином и др.) или со скарнами (со скаполитом, флогопитом, шеелитом, датолитом).

 

Пиролюзит  МnО₂

Название - Греч. “пир” — огонь, “люсис” — мытье; минерал применяется для удаления зеленой окраски стекла ; Синоним: полианит (для кристаллических разностей)

Химический состав. (Мп) 63,2%, (О) - 36,8%.

Цвет. Черный, иногда с синеватой металловидной побежалостью.
Блеск. Металлический.
Прозрачность. Непрозрачный.
Черта. Черная (у манганита—бурая).
Твердость. 2—6 (в зависимости от формы и структуры пиролюзита), отдельные кристаллы (кристаллические индивиды) характеризуются более высокой твердостью (5—6);
Плотность. 4,7—5,0.
Излом. Землистый. очень хрупкий.
Сингония. Тетрагональная.
Форма кристаллических выделений. Кристаллы редки, только в пустотах можно встретить игольчатые или столбчатые формы; большей частью минерал образует плотные тонко (крипто) кристаллические, землистые (рыхлые) массы.
Кристаллическая структура. Решетка типа решетки рутила.
Класс симметрии. Дитетрагонально-бипирамидальный — 4/mmm.
Отношение осей. с/а ==0,653.
Спайность. Совершенная.
Агрегаты. Плотные, почковидные и сталактитоподобные образования, желваки, лучистые и волокнистые сростки.
П. тр. Не плавится.
Поведение в кислотах. Растворяется в НСl с выделением хлора.

Сопутствующие минералы. Гематит, сидерит, псиломелан, манганит, лимонит, барит.

Сходные минералы. Магнетит. Пиролюзит часто образует псевдоморфозы по псиломелану, гаусманиту, манганиту.

Практическое значение. Пиролюзит и псиломелан являются важными рудами марганца. Находят также применение для изготовления сухих электрических батарей (так называемый бурый камень — смесь окислов марганца с преобладанием пиролюзита), в качестве адсорбционного средства, в стеклоделии, для приготовления химических соединений, в медицине и других отраслях народного хозяйства. Большая часть неочищенных марганцовых руд находит применение в черной металлургии для изготовления марганцовых сталей, железо-марганцового легирования, получения зеркального и белого чугуна и т. д.

Происхождение и типы месторождений. Пиролюзит — минерал преимущественно осадочного происхождения. Его скопления приурочены к районам развития мелководных отложений. Он образуется также в зонах окисления марганецсодержащих сидеритовых месторождений, развиваясь по родониту и другим марганцовым минералам.

Месторождения. В России, особенно на Кавказе, известны осадочные руды морского происхождения, так называемые “руды типа Пота”; в Индии, Южной Африке, Бразилии и других местах пиролюзит развивается в коре выветривания мощных родонитовых залежей. В Германии пиролюзит распространен в сидеритовых жилах Гарца в области краевых разломов Тюрингенского Леса, близ Ильменау, Оренштока и Эльгерсбурга; в ФРГ известен в зоне железо-марганцовой шляпы сидеритовых жил Зигерленда. В целом широко распространен во всех районах мира.

 

Группа уранинита:

Уранинит  UO₂

Название по химическому составу.

Химический состав встречающихся кристаллов никогда не отвечает написанной формуле. Он является промежуточным между UO₂ и UO₃ . Содержит Ra, Ac, Po  и другие продукты радиоактивных превращений. Обычны включения галенита, благодаря радиоактивному распаду. Настуран – урановая смолка – аморфная разновидность.

Цвет. Черный, бархатно-черный.
Блеск. Полуметаллический, смоляной.

Прозрачность. Непрозрачен даже в тонких пластинках, иногда отливает фиолетово-зеленым

Черта.буровато-черная, зеленовато-коричневая, блестящая.

Твердость. 6, у измененных разностей - 3

Плотность. 7.5 - 10,5

Излом. Неровный, раковистый.

Сингония. Кубическая.

Форма кристаллов. Октаэдры, ромбододекаэдры.

Класс симметрии. Гексаоктаэдрический.
Спайность..редко заметна по (111).

Минеральные агрегаты: коломорфные, почковидные, натечные формы, дендритопо-добные образования.

П. тр. Не плавится.

Поведение в кислотах: с трудом растворяется в соляной кислоте.

Прочие свойства: сильно радиоактивен.

Сопутствующие минералы. Галенит, молибденит, продукты распада – урановые смолки, колумбит, монацит, турмалин, циркон, полевые шпаты – необычно окрашенные в яркие цвета, как следствие продуктов распада.

Практическое значение..Важнейший источник урана и радия.

Происхождение. В гранитных и сиенитовых пегматитах; в гидротермальных месторождениях Co- Ni- Bi – Ag – U  формации; в метаморфических породах под влиянием восстановительной обстановки за счет урансодержащих осадочных пород; при экзогенных процессах выветривания урановых месторождений в низах зоны окисления;

Осадочные месторождения в зонах прибрежных осадков, в восстановительной среде.

Месторождения. Яхимов. Пршибрам (Чехия), Витватерсранд (ЮАР), Заир, Канада, Франция и др.

 

Бадделеит ZrO_{2 ,} редкий.

Название по имени английского минералога Бадделея.

Цвет. от светло- до тёмно-коричневого.
Блеск. очень сильный алмазный и характерные жёлтые внутренние рефлексы.

Прозрачность. Полупрозрачен.

Черта. белая.

Твердость. 6 - 7

Плотность. 5,5 – 6.

Излом. Полураковистый.

Сингония. моноклинная

Форма кристаллов. Обычно встречается в виде мелких (не более 1 мм) кристалликов и их сегрегации, врастающих в зерна магнетита, апатита и форстерита, а также длинно-призматические кристаллы и коленчатые двойники.

Класс симметрии. Моноклинально-призматический.
Спайность..совершенная по (001), яснаяпо (010).

Минеральные агрегаты: колломорфные, натечные формы.

Сопутствующие минералы. Кварц, турмалин, лепидолит, топаз, берилл, тингуаит, апатит, форстерит, флогопит, магнетит..

Практическое значение..применяется для изготовления непрозрачных эмалей и огнеупорных тиглей.

Происхождение. Бадделеит является типичным акцессорным минералом апатит-форстеритовых пород и магнетитовых руд, карбонатитов и доломит-флогопитовых пород массива.

Месторождения. Ковдор (Кольский п-ов), Италия, ЮАР и др.

 

Группа кварца:

Из полиморфных модификаций три главные формы имеют самостоятельные названия: кварц, тридимит и кристобаллит. Их модификации принято обозначать с приставками греческих букв α и β.

 

α - кварц	тригональная сингония	низкотемпературный
β- кварц	гексагональная сингония	высокотемпературный
α-тридимит	ромбическая сингония	низкотемпературный
β- тридимит	гексагональная сингония	высокотемпературный
α-кристобалит	тетрагональная сингония	низкотемпературный
β- кристобалит	кубическая сингония	высокотемпературный
лешательерит	аморфный

Кварц SiO₂.

Название происходит, вероятно, от нем. Querkl fterz, Quererz – «руда секущих жил» (точная этимология не установлена).

Цвет молочно-белый, серый, золотисто-желтый (цитрин),

коричневато-желтый, реже – розовый, коричневый, черный (морион),

 фиолетовый (аметист), светло-голубой.

Прозрачный бесцветный кварц называется горным хрусталем.

Раухтопаз – торговое название дымчатого кварца.

Кварц с точечными включениями зеленых минералов окрашен в зеленый цвет (празем). Кварц с включениями волокнистых минералов, ориентированных параллельно (обычно крокидолит либо обохренный крокидолит), приобретает шелковистый отлив – соответственно синий (соколиный глаз) или золотисто-коричневый (тигровый глаз).

Прозрачный зеленый кварц, получаемый путем термообработки низкосортного аметиста или желтого кварца, – празеолит.  Скрытокристаллический кварц - халцедон.

Горный хрусталь с включениями рутила – волосатик (стрелы Амура, волосы Венеры).

Твердость 7,

Плотность 2,65.

Блеск стеклянный у кристаллов и тусклый у скрытокристаллического кварца.

Спайность обычно отсутствует.

Сингониятригональная. В огранении кристаллов доминирует шестигранная призма, ограниченная с одного или с обоих концов парой ромбоэдров. Если грани обоих ромбоэдров развиты одинаково, то головки кристаллов напоминают дипирамиду; характерны разнообразные двойники. Кристаллы образуются в пустотах лав, в «хрустальных погребах» кварцевых жил, в кавернах и жеодах в известняках и сланцах. Наиболее крупные (весом до нескольких тонн) – в пегматитах. Жильный кварц – сливной. Кварц, входящий в состав горных пород, образует изометричные неправильные зерна. Породообразующий минерал многих горных пород. На долю кварца приходится примерно 30–35% среднего состава гранитов и гранито-гнейсов, слагающих ок. 90% объема земной коры. Некоторые разновидности кварца – ценные ювелирные или поделочные камни (горный хрусталь, раухтопаз, цитрин, аметист и др.).

Кварцевые пески используются для производства стекла, как формовочные пески при литье металлов, а также для изготовления бетона и штукатурок; тонкоизмельченный массивный кварц – абразивный материал; монокристаллы кварца служат пьезооптическим сырьем. Сплошной жильный кварц идет на плавку для получения кварцевого стекла. Месторождения кварца (пегматиты, альпийские жилы и россыпи) известны по всему миру. Наиболее привлекательные коллекционные кристаллы и высококондиционное сырье поставляют Бразилия, США, Украина. В России славится горный хрусталь с Приполярного Урала и из Якутии.

 

 

Рис.30. Кристалл тридимита   

 

 

Рис.31.  Кристалл кристобаллита

 

Опал   SiO²⁺H₂0 Твердый гидрогель

Химический состав. Весьма .непостоянный. Содержание воды колеблется от 1 до 21%, изредка выше.

Различают следующие разновидности: драгоценный (благородный) опал, отличающийся опалесценцией и игрой цветов; гидроопал — сильно пористый, в воде прозрачный; гиалит (стеклянный опал), образующий сталактиты или шаровидные выделения.

Цвет. Бесцветный, белый, желтый, красный, коричневый, синий.
Блеск. Жирный, перламутровый, восковой. Сильные внутренние рефлексы, опалесценция.
Прозрачность. Просвечивающий, непрозрачный.
Черта. Белая.
Твердость. 5,5—6,5, хрупкий.
Плотность. 1,9—2,5.
Излом. Раковистый, .неровный; минерал аморфный, не кристаллический.
Сингония. Аморфный (не образует кристаллов).
Форма выделений. Почковидные выделения, желваки.
П. тр. Не плавится.
Поведение в кислотах. Растворяется в плавиковой кислоте.

Сопутствующие минералы. Лимонит, халцедон, минералы группы серпентина и др.

Практическое значение. Некоторые опалы относятся к разряду поделочных камней. Происхождение и месторождения. Опал образуется при разложении силикатов, когда под действием водных растворов высвобождается кремнекислота. Из нее образуются различными путями кремнекислые гели, которые при потере воды превращаются в опал. Мощная опализация пород наблюдается в вулканических областях, богатых горячими источниками и гейзерами, а также в зонах выветривания преимущественно перидотитовых массивов. Драгоценные опалы встречаются в пустотах андезитовых, трахитовых и рйолитовых лав (Мексика), в песчаниках, конгломератах и глинах Нового Южного Уэльса и Квинсленда (Австралия), в серпентинитах близ Зёбница в Рудных горах и близ Хоэнштейн-Эрястталя (Германия); опализированные лавы описаны в горах Брюкк (Венгрия) и в других местах.

Пламенный опал имеет огненно-красную, красновато-коричневую или желтую окраску, празопал окрашен солями никеля в яблочно-зеленый цвет,

яшмовый опал — непрозрачный красный или красно-коричневый опал, окрашенный соединениями железа. Роговики и кремни могут состоять из опала, частично перешедшего в халцедон; кремнистый туф (гейзерит) представляет собой опал, отложившийся из вод гейзеров.

 

Группа псиломелана.

Псиломелан  BaMnO₂ ·3H₂O (приблизительно)

Название - от греч. “псилос” — лысый, “мелас” — черный Синонимы: твердая марганцовая руда, манганомелан

Химический состав. Сильно варьирует; окись марганца (МпО) 8—25%, двуокись марганца (МпОз) 60—80%, вода (НаО) 4—6%.

Цвет. Черный, буро-черный.
Блеск. Металлический, матовый, смолистый.
Прозрачность. Непрозрачный.
Черта. Черная, бурая.
Твердость. 4—6, хрупкий.
Плотность. 4,4—4,7.
Излом. Неровный, шероховатый.
Сингония. Моноклинная.
Форма кристаллических выделений. Тонкокристаллические агрегаты, гроздьевидные, желвакообразные, рыхлые землистые массы. Псиломелан встречается также в виде скелетных кристаллов — дендритов на поверхностях скола пород.
Класс симметрии. Призматический — 2/m
Спайность. Отсутствует.
П. тр. Не плавится.
Поведение в кислотах. Растворяется в НС1.

Сопутствующие минералы. Лимонит, барит, кальцит.

Сходные минералы. Пиролюзит, гаусманит.

Практическое значение. Важная руда марганца наряду с манганитом и пиролюзитом.

Происхождение и типы месторождений. Образуется главным образом в зонах окисления марганцовых месторождений и зон первичной марганцовой минерализации, реже гидротермальным или осадочным путем. Широко распространенный минерал.

Месторождения. Наиболее крупные осадочные месторождения, в которых руды представлены псиломеланом,—Чиатура в Закавказье и Никополь на Украине (Россия).

Гидроокислы

 

Бёмит g -А1OOН

Назван по фамилии первооткрывателя — Бёма, обнаружившего этот минерал при рентгенометрическом изучении бокситов.

Химический состав. Глинозем (Аl₂О₃) 84,97%, вода (Н₂О) 15,03%; примеси: окись железа (Fe₂О₃) и окись галлия (Ga₂О₃), а также механическая примесь опала.

Цвет. Бесцветный, белый, с желтоватым оттенком.

Черта. Белая, серая.

Твердость. 3,5.

Плотность. 3,01 — 3,06.

Сингония. Ромбическая.

Класс симметрии. Ромбо - бипирамидальный — mmm.

Отношение осей. 0,300 : 1 : 0,234.

Агрегаты. Криптокристаллические (плотные) массы в бокситах. (Вследствие криптокристаллического строения (мельчайшие кристаллики) бёмит может быть выделен лишь рентгенографически.)

П. тр. Выделяет воду.

Поведение в кислотах. Нерастворим.

Сопутствующие минералы. Гидраргиллит, диаспор, каолинит и др.

Практическое значение. Руда А1.

Происхождение. Образуется обычно при разложении и гидролизе силикатов алюминия (особенно при выветривании полевых шпатов) в условиях тропического климата. Бёмит является составной частью алюминиевой руды — бокситов, встречаясь, как правило, вместе с гидраргиллитом, диаспором и др.

Месторождения. Бокситы в Южной Франции, Югославии, Венгрии, на Урале и др.

 

Брусит Mg[OH]₂.

Название по имени американского минералога А. Брюса (1777—1818), описавшего этот минеральный вид.

Химический состав. MgO 69%, НаО 31%. В виде изоморфных при­месей иногда присутствуют Fe и Мп (манганобрусит).

Цвет. . белый, изредка зеленоватый или бесцветный.
Блеск. в изломе стеклянный, на плоскостях спайности — перламутровый.

Твердость. 2.5.

Плотность. 2.3—-2.4.

Излом.

Сингония. тригональная

Форма кристаллов. Наблюдающиеся кристаллы обладают толстотаблитчатым обликом.

Класс симметрии. дитригонально-скаленоэдрический
Спайность.. Совершенная по {0001}.

Минеральные агрегаты: Обычны листоватые талькоподобные агрегаты. Иногда в трещинах среди магнезиальных пород наблюдается красивая тонковолокнистая разновидность с параллельным расположением волокон, как у асбеста. Она носит особое название немалита.

П. тр. не плавится. Накаленный светится ярким светом.

Поведение в кислотах легко растворяется без вскипания.

Сопутствующие минералы. Ассоциирует с серпентином, гидрокарбонатами магния, арагонитом и др.

Сходные минералы:  тальк, пирофиллит, гидраргиллит.

Практическое значение.. В случае наличия больших масс может представлять интерес как сырье для получения магния.

Происхождение. Образуется при гидролизе растворенных соединений магния в сильно щелочной среде. Часто встречается в виде тонких жилок и примазок по трещинам в серпентинитах — продуктах гидротермального изменения богатых магнезией ультраосновных из верженных пород (дунитов, перидотитов).. Наблюдается иногда в доломитизированных известняках с кальцитом, гидро-л1агнезитом и периклазом, иногда в псевдоморфозах по нему, имеющих, вероятно, гидротермальное происхождение. Имеются указания также на находки его в сильно щелочных почвах.

Месторождения. Встречается во всех массивах невыветрелых серпентинитов Урала, Кавказа и Сибири. Волокнистая разновидность— немалит—известна в Баженовском месторождении асбеста (г. Асбест, к востоку от г. Свердловска), на горе Беден (Северный Кавказ, в верховьях р. Б. Лабы) и в других местах.

В значительных массах отмечается на руднике Ууд, Тексас (США), я также среди серпентинитов Свинанесе.

Лимонит  FeOOH·(Fe₂O₃·nH₂O)

Название – от греч. “лимон” — луг (первоначально имелись в виду характерные месторождения лимонита в болотах — болотная руда) Синоним: бурый железняк

Химический состав. Окись железа (Fe₂О₃) 86—89%, вода (Н₂О) 10—14% (см. гётит).

Цвет. Бурый, черный, охристо-желтый.
Блеск. Стекловидный, шелковистый, жирный, матовый.
Прозрачность. Просвечивающий, непрозрачный.
Черта. Желтая, ржаво-бурая.
Твердость. 1,5—5,5.
Плотность. 3,3—3,9.
Излом. Раковистый.
Сингония. Ромбическая.
Форма кристаллических, выделений. Тонкокристаллические, волокнистые, столбчатые агрегаты, землистые, сплошные массы, весьма распространены почковидные стяжения, сталактитоподобные и шарообразные формы (бурая “стеклянная голова”), оолитовые и бобовые руды.
 Спайность. Хорошая.
П. тр. Плавится, при нагревании в стеклянной трубочке выделяет большое количество воды.
Поведение в кислотах. Растворяется в НСl.

Сопутствующие минералы. Пиролюзит, псиломелан, гематит, халцедон, кварц, кальцит, барит и др.

Сходные минералы. Гётит, гематит.

Практическое значение. Важная железная руда.

Происхождение. 1. Минерал зоны выветривания. Игольчатые разновидности, такие, как болотная железная руда, образуются из гелей в заболоченных участках. 2. При накоплении богатых железом минералов и сульфидов в зоне окисления (железной шляпе). 3. Как морские оолитовые образования, называемые железорудными минеттами. В ГДР оолитовые железные руды встречаются возле Зомершенбурга (округ Магдебург), руды коры выветривания — в районе Тюрингенского краевого разлома в Камсдорфе близ Заальфельда, Шмалькальдена, Зуля, землистый бурый железняк вместе с хлоритами никеля—в коре выветривания серпентинитового массива близ Хоэнштейн-Эрнстталя (округ Карл-Маркс-Штадт). Распространен во всем мире.

Месторождения. Весьма крупное месторождение бурого железняка находится в ФРГ близ Зальцгиттера (Бра-уншвейг), еще большее по размеру месторождение бобовых железных руд известно в Лотарингии (Франция) . В России крупные месторождения оолитовых руд известны на Урале, на Керченском п-ове и в других местах.

Лепидокрокит  FeOOH

Название — по форме выделений от греч. (лепис) — чешуя и (прокис) — волокно, нить

Химический состав — Теор. состав: Fe₂O₃ — 89,86; H₂O — 10,14 (Fe — 62,86). Обычно содержит примеси SiO₂, МnО,Аl₂О₃, CaO, MgO и др. Лепидокрокиты. содержащие избыток воды против формулы FeOOH, относятся к гидролепидокрокитам —у-FeOOH·nHgO.

Цвет — рубиново-красный, вишнево-красный, оранжево-бурый, иногда с золотистым оттенком.
Черта — оранжевая, кирпично-красная, вишнево-красная.
Блеск — полуметаллический до алмазного, у волокнистых агрегатов — шелковистый.
Прозрачность — В тонких шлифах прозрачен.
Твердость — 4—5.
Плотность — 3,84—4,1 г/см³.                           Рис.32. Кристалл лепидокрокита
Излом — неровный. Хрупок.
Сингония — Ромбическая. Ромбо-дипирамидальный вид симметрии.
Спайность— по (010) весьма совершенная, по (001) совершенная, по (100) заметная.
Агрегаты — Кристаллики, пластинчатые, чешуйчатые, волокнистые, перистые, пучковидные и радиальноволокнистые агрегаты. Кристаллы таблитчаты но (010), нередко образуют сростки. На гранях (010) иногда вертикальная штриховка.
П. п. тр - не плавится. При высоких температурах становится черным и магнитным.
Поведение в кислотах — Растворяется в НСl. При обработке растворами азотнокислого серебра в присутствии щелочей образуется феррит серебра. Для структурного травления применим раствор SnCl₂.

Происхождение. Условия, при которых образуется лепидокрокит (и гидролепидокрокит), не совсем ясны. Высказано предположение, что образованию лепидокрокита благоприятствует медленное выделение вещества из слабоуглекислых нейтральных растворов. Лепидокрокит (гидро-лепидокрокит) наблюдается в бурых железняках, в бокситах, известен в почвах. Часто встречается в жеодах, в которых образует радиально-лучистые выделения на стенках, нередко в чередовании с гётитом или гидро-гётитом. В залежах бурых железняков в виде волокнистых или чешуйчатых агрегатов иногда образует прожилки и мелкие гнезда. В России известен в ряде месторождений бурого железняка на Среднем и Южном Урале — в Каменско-Синарском и Троицко-Байновском районах (Свердловская обл.), в Сосновском месторождении в Сысертском районе (Свердловская обл.), в Бакальском и Полетаевском месторождениях (Челябинская обл.). В Европейской части России встречен в Липецком железорудном месторождении, в Тросне (Курская обл.), в месторождениях Кривого Рога; в Казахской ССР — в месторождении железных руд Улькун-Джезды в Джезказгано-Улутавском районе. Отмечается в составе колломорфных и плотных скоплений в зоне окисления Бурибаевского месторождения (Башкирская АССР), в виде пластинчатых и волокнистых образований—в бокситах Соколовского месторождения (Свердловская обл.)

Обнаружен вместе с гётитом и гематитом в зоне окисления пиритовых месторождений Японии, в пиритсодержащих желваках среди глинистых пород вблизи рудника Абещиро (преф. Аомори, Япония), в бокситах Франции, в зоне окисления магнетитового месторождения Бихар (Индия). Пластинки или кристаллы лепидокрокита иногда наблюдаются среди выделений поздних минералов гидротермальных месторождений, например, в жильных железорудных месторождениях Ангаро-Илимского района (Красноярский край), в Зигене и в Дюнсберге (Германия), в Рансье в департаменте Арьеж и в Шизей в департаменте Сона и Луара (Франция), в Истоне (шт. Пенсильвания, США), Айрон-Маунтин (шт. Калифорния, СЩА), в железорудном районе Верхнего озера (шт. Мичиган, США) и т. д

Практическое значение. Входит в состав некоторых железных руд.

Отличие. В плотных и колломорфных выделениях лепидокрокит часто принимается за гётит или гематит. Достоверно определяется рентгенометрически. От гематита отличим также по меньшему уд. весу. В полир, шл. от других окислов железа отличается по ряду свойств:

	Цвет в отраж. свете	в, %	Тв.	Внутренние рефлексы	Двуотражение
Гематит и гидрогематит	Белый	~25	5—6	Красные	Слабое
Гётит	Голубовато- серый	~17	5—5,5	Красновато-бурые
Лепидокрокит	Серовато-белый	~17	4—5	Оранжевые	Сильное

 

Диаспор  AlO(OH).

Название назван Гаюи в 1801 г. от греч. (диаспора) — рассеяние, ввиду растрескивания и распада зерен минерала на мелкие кусочки при нагревании. Впервые установлен в образце с Урала (около деревни Косой Брод).

Химический состав содержание (в %): Al₂O₃ — 84,99; H₂O 15,01.

Цвет желтовато-бурый, белый, зеленоватый, серый, розоватый, иногда светло-фиолетовый. Иногда окраска различна по разным направлениям и зависит от освещения; диаспор из месторождения Кайракты и хромсодержащий диаспор из Саранского рудника при искусственном свете, подобно александриту, становятся красно-фиолетовыми.
Черта белая.
Блеск сильный стеклянный, на плоскостях спайности — перламутровый.
Прозрачность  Прозрачен или просвечивает.
Твердость 6,5 – 7.
Плотность 3,3—3,5 г/см³.
Излом  раковистый. Очень хрупок.
Сингония. Ромбическая. Ромбо-дипирамидальный вид симметрии.
Спайност. Совершенная по (010), несовершенная по (110), весьма несовершенная по (100).
Агрегаты. Листоватые, чешуйчатые, иногда натечные образования; также тонкодисперсные метаколлоидные выделения (в бокситах и др.); изредка кристаллы. Кристаллы обычно более или менее таблитчаты по b (010), часто удлинены по оси с, также столбчатые или игольчатые по оси с. Грани зоны [001] с вертикальной штриховкой, конечные грани иногда округлые.
П. п. тр. Не плавится, растрескивается. В струе кислорода легко сплавляется в бесцветную массу. В закр. тр. выделяет воду, зерна распадаются на мелкие чешуйки.
Поведение в кислотах. С трудом растворяется в HF, в других кислотах нерастворим.

Местонахождение. Встречается в гидротермальных метасоматических (вторичные кварциты и др.) и в метаморфических породах, в некоторых высокотемпературных гидротермальных жилах. Является характерным минералом бокситов, подвергшихся значительному воздействию давления; обнаружен в некоторых осадочных породах (глины и др.) и в коре выветривания.

В метаморфических и метасоматических месторождениях сопровождается обычно пирофиллитом, серицитом, корундом, хлоритоидом, иногда пиритом, топазом, турмалином, рутилом, цуниитом, также алунитом, каолинитом и др. Характерен для вторичных кварцитов (например, вторичные кварциты Казахстана и Малого Кавказа). Наблюдается в метаморфических породах в Дилне (Венгрия), в Митсюкши и Нагасаки (Япония).

Иногда среди гидротермально измененных пород образует почти мономинеральные скопления (диаспориты) с содержанием свыше 50% диаспора; примеры — Акташ. Очень типичен для месторождений корунда и андалузита (Борзовка в Челябинской обл., образовался в результате изменения корунда, андалузита, кианита, сопровождается корунд офиллитом, серицитом и др.

                                                                     Рис.33. Кристаллы диаспора

 

Практ. знач. В составе бокситов совместно с другими гидратами глинозема используется для получения алюминия.

Диаспориты с 60 % диаспора и выше применяются для

изготовления высокоглиноземистых огнеупоров, силумина и др.

 

Гётит  FеООН

Название Назван в чеcть немецкого писателя конца ХVIII века И.В.Гете, который, будучи министром образования и культуры, глубоко интересовался проблемами минералогии и горной промышленности. В университете г. Иена (Германия) экспонируется собранная им коллекция минералов.

Бурый железняк или лимонит - смесь гетита, гидрогетита, других гидроксидов железа и марганца, кремнезема, а также глинистых минералов.

Цвет. темный красно-бурый до черного.
Блеск. алмазный, металловидный до тусклого или шелковистого.

Черта. бурая до оранжево-желтой, охряно-желтая.

Твердость. 5,5 (у кристаллов)

Сингония. Ромбическая.

Форма кристаллов. Часто гетит образует почковидные натечные агрегаты с гладкой блестящей поверхностью, сталактиты с тонким радиально- и параллельно-волокнистым строением на изломе.

Спайность. Совершенная

Агрегаты. Плотные натечные массы с гладкой блестящей поверхностью. Сплошные мелкокристаллические до скрытокристаллических масс - плотные, порошковатые.
Практическое значение. Железная руда.

Происхождение. Гипергенный в коре выветривания и зоне окисления сульфидных месторождений, а также в химических и биохимических осадках. Редко гидротермальный в ассоциации с кварцем, кальцитом, гематитом и другими минералами.

 

Асболан (Co,Ni)

(MnO

2

)

2

(OH)

2

·nH

2

O

Название. Перевод с греческого «подобный почве или саже».

Химический состав. Встречаются примеси Fe, Cr,Al.

Цвет. Черный, буро-черный.

Блеск. Матовый, металловидный.

Прозрачность. Непрозрачен.

Твердость. 6

Сингония. Гексагональная.

Форма кристаллов. Отдельные зерна неправильной формы.

Спайность. Неясная.

Минеральные агрегаты. Натёки, бобовидные образования, сплошные массы.

Сопутствующие минералы. Литиофорит, гримальдит, гетерогенит, манганомелан.

Практическое значение. Руда на кобальт.

Происхождение. Гипергенный в коре выветривания и зоне окисления марганцевых и сульфидных месторождений.

Месторождения.    Гарц (Германия), США, Боливия и др.

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 555; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!