ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 4371

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

221 

ми типа купро. В высокотемпературных гранитных пегматитах он находится сов-
местно  с 

Fe,  Mn,  Ti,  Th,  TR.

  Второй  этап  выделения  ниобия  связан  с  сильной 

пневматолитической переработкой пегматитов и образованием второй генерации 
черных минералов с оловом, литием и цирконием.В щелочных пегматитах нефе-
лин-сиенитовых магм происходит накопление ниобия. При контакте нефелиновых 
магм с известняками образуются минералы перовскитовой группы, богатых нио-
бием.  Наиболее  устойчив 

Nb

(

V

).  Склонен  к  комплексообразованию  с  органиче-

скими веществами.  

Известно более 73 минералов ниобия, из них 52 оксидов, 1 гидрооксид, 21 

силикат и силикофосфат. Ассоциирует в минералах с 

Ti, Ta, Fe, Mn, Zr

 и др. С 

Ta

 

наблюдается непрерывный изоморфизм, что объясняется их высокими потенциа-
лами ионизации. Они близки по ионному радиусу и имеют общую шестерную ко-
ординацию с 

Ti

 и 

Sn

. Концентрируется в щелочных породах. В минералах до 35% 

(иногда 50%) редких земель. В качестве важнейших промышленных источников 
бывают  гидротермально-метасоматические  образования.  Ниобиевое  сырье  –  ло-
паритовые  руды  агапаитовых  нефелиновых  сиенитов.  Практическое  значение 
имеют  пирохлор  – 

NaCaNb

2

O

6

F

  (

Nb

2

O

5

  –  40,0  –  71,5%),  колумбит  – 

FeNb

2

O

6

F

 

(

Nb

2

O

5

 – 40,0 – 76,6%) и лопарит – 

NaCe

(

Ti

Nb

)

2

O

6

(

Nb

2

O

5

 – 8,04 – 12,8%). 

Геохимические  барьеры  ниобия:  кислородный,  механический,  сорбци-

онный. Частично мигрирует в щелочной среде.  

В  организме  человека  содержится  0,02–0,6  мг  ниобия.  Суточное  по-

требление с пищей – 0,00062 мг. Период полувыведения 6–200 суток. Всасывается 
слабо из-за низкой растворимости. Накапливается в крови, мышцах, скелете, пе-
чени, почках. Угнетает деятельность ферментов при содержании 830 мг/кг 

NbCl

5

Токсичная доза – 2 г. 

Используется как легирующая добавка к стали. 

МОЛИБДЕН

 

Мягкий,  токсичный  металл.  Число  изотопов  с  учетом  ядерных  изомеров  

23.  Известно  7  стабильных  изотопов,  самый  распространенный  из  которых 

98

Mo

 

(24,13%). Радиоактивные изотопы короткоживущие, скорость их распада измеря-
ется часами, тип распада – β и γ. Радиус 

Mo

2+

 – 92, 

Mo

6+

 – 62, атомный 136,2 пм. 

Основная линия в атомном спектре – 202,030 нм.  

Кларк  молибдена  в  земной  коре –  1,5·10

–4

%  (1,2

.

10

-4

),  почве –  1,2–2·10

-4

(0,1–40 мкг/кг), золе растений – 2·10

–3

 %, речных водах – 1 мкг/л. 

Молибден  характеризуется  активной  поляризацией,  пониженной  твер-

достью  соединений,  образованием  устойчивых  соединений  с  серой,  летучестью 
галоидных соединений, изменчивой валентностью и способностью к легкому об-
разованию комплексов. Рений, как энергетически более сильный ион, чем молиб-
ден, вовлекается  в  его  решетку  и  накапливается  в  молибдените.  При  недостатке 
свободного  кислорода в гипогенных условиях валентность молибдена в соедине-
ниях  равна  4,  в  гипергенных  процессах  преобладает  валентность  6.  Ионы  типа 
[

MoO

4

]

2-

 подвижны. Кислая реакция приводит к выпадению молибдена, щелочная 

– к его миграции. 


background image

 

222 

С четырехвалентным ионом молибдена связано основное образование ми-

нералов  молибденита.  Сильнокислая  среда  приводит  к  растворению  этих  соеди-
нений, щелочная – к осаждению.  

Молибден  не  задерживается  в  продуктах  первичной  кристаллизации  маг-

мы. Он уходит в последующие фазы и разделяется между остаточными магмами и 
дистиллятами. Если упругость пара данного элемента большая, молибден выделя-
ется в дистиллят. При высоком внешнем давлении элемент остается в пегматоид-
ном остатке богатом кремнеземом. 

Близкие по свойствам к молибдену 

W, Re, Mn

. Сильный комплексообразо-

ватель,  изоморфен  с  вольфрамом,  большое  сродство  с  серой.  Легкоподвижный 
ион 

Mo

6+

 активно осаждается органикой, CaCO

3

, металлами Mn

2+

, Cu

2+

, гидрокси-

дами железа, алюминия, марганца. Промышленные концентрации молибдена свя-
заны  с  кислыми  щелочно-земельными  магмами,  из  которых  он  выносится  пост-
магматическими  гидротермальными  растворами.    Концентрация  молибдена  в 
магматических породах повышается от более древних к более молодым породам 
по мере увеличения в них кремнезема и щелочей 

Известно  24  минеральных  вида,  из  них  13  молибденатов,  5  сульфидов. 

Преобладает  молибденит  – 

MoS

  (

Mo

  =  60%),  из  которого  получают  металл,  а 

также  как  побочный  продукт    производства  меди.  Второстепенную  роль  играет 
молибдошеелит 

Ca

(

Mo,W

)

O

4

(0,5–15%),  совсем  незначительную  –  повеллит 

CaMoO

4

(48%),  ферримолибденит 

Fe

2

O

3

.

2

MoO

3

.

7

H

2

O

  (60%)  и  вульфенит 

PbMoO

4

 

(46%), распространенные в зоне окисления. 

Геохимические  барьеры:  испарительный,  карбонатный,  сорбционный,  се-

роводородно-глеевый. Подвижен в окислительной обстановке. 

В организме человека содержится 9,5 мг молибдена, в крови – 1,5 мкг/100 

мл. Суточное потребление с пищей – 300 мкг. Период полувыведения – 28–30 су-
ток. Элемент  концентрируется в печени, почках, надпочечной железе. Входит в 
состав ферментов, катализирующих восстановление нитратов, фиксирующих мо-
лекулярный азот, клубеньковые бактерии. Естественные источники: печень, поч-
ки, фасоль, горох, листовые овощи. Токсичная доза 5 мг. 

Заболевания,  вызванные  избытком  молибдена:  нарушение 

P–Ca

  обмена, 

деформация  костей,  подагра  (образуется  избыток  мочевой  кислоты  при  распаде 
пуринов), мышечная атония, артериальная гипотония, угнетение функции костно-
го мозга. Метионин, цистеин, тиосульфат могут связывать молибден. 

Растения-концентраторы: бобовые (350 мг/кг сырой массы). Концентриру-

ется  в  корнях  больше,  чем  в  наземной  массе.  Критический  недостаток  в  почвах 
составляет менее 1,5 мг/кг, избыток в растениях – более 4 мг/кг. Антагонист мо-
либдена – медь. 

Используется в сплавах, электродах, катализаторах. 

ТЕХНЕЦИЙ

 

Радиоактивный,  сильно  токсичный  неметалл.  Образуется  при  распаде   

ядерного  топлива.  За  геологическую  историю  Земли  элемент  распался,  поэтому 
его называют «вымершим динозавром». 

Число изотопов с учетом ядерных изомеров 25. Период полураспада ради-

онуклидов от часов до 4,2∙10

6

 лет (

98

Tc

) с β и γ типом распада, распространен 

95

Tc

 


background image

 

223 

– 2,13∙10

5

 лет. Радиус 

Tc

2+

– 95, 

Tc

4+

– 72, 

Tc

7+

– 56, атомный – 135,8 пм. Основная 

линия в атомном спектре – 429,706 нм. Кларк в земной коре – нет (1

.

10

-7

%). 

Используется в исследовательских и медицинских целях.  

РУТЕНИЙ

 

Блестящий,  серебристый  металл  из  группы  платиновых.Число  изотопов  с 

учетом ядерных изомеров 20. В природе распространено семь стабильных изото-
пов,  из  которых  наиболее  распространен 

102

Ru

  (31,6%).  Искусственные  радио-

нуклиды имеют короткий период полураспада c β и γ типом распада. Радиус 

Ru

3+

– 

77, 

Ru

4+

–  65, 

Ru

8+

54,  атомный  –  134  пм.  Основная  линия  в  атомном  спектре  – 

372,803 нм. 

Кларк рутения в земной коре – 1·10

–7

% (4

.

10

-7

), золе растений – n·10

–9

 %. 

Соли рутения  легко переходят из одного состояния в другое. В конечном 

виде дают устойчивые минералы в виде самородных сплавов и немногих соеди-
нений  с  серой,  мышьяком  и  сурьмой.  Эти  соединения  построены  по  принципу 
атомных металлических решеток. Основная часть элемента находится в самород-
ном  состоянии  с  платиной  и  осмистым  иридием,  частично  в  рассеянном  состоя-
нии. Он рассеян в железном расплаве, приурочен к ультраосновным и основным 
породам литосферы. В гипергенных условиях элемент устойчив и в процессе се-
диментации  рассеивается,  частично  выносится  в  океан.  Наиболее  устойчивы  со-
единения четырехвалентного рутения. 

Поиски проводятся в песках и шлихах районов ультраосновных пород и их 

дериватов.  В  шлихах  известна  связь    с  хромитом,  оливином,  красным  пиропом, 
золотом, магнетитом.  

Известно 20 минералов рутения. Встречается в свободном состоянии. Кон-

центрируется в ультрабазитах (0,15 г/т). Получают рутений из отходов при очист-
ке никеля. 

Геохимический  барьер  –  механический.  Перемещается  механическим  пу-

тем. 

 В плазме крови содержится 2% рутения, в щитовидной железе – 1,45 , лег-

ких – 1,25, почках – 1,21%. Оксид 

RuO

4

 высокотоксичен. Равномерно распределя-

ется по организму. 

В растениях его больше содержится в корнях, чем в наземной массе (5 мг/т 

при варьировании 0,5 – 200 мг/т). 

Используется  для  придания  твердости  Pt,  Pd  и  в  качестве  катализатора. 

Получают из отходов при очистке никеля.  

РОДИЙ

 

Благородный,  твердый,  нетоксичный  металл.  Число  изотопов  с  учетом 

ядерных изомеров 34. В природе распространен стабильный 

103

Rh

 (100%). Искус-

ственные радионуклиды имеют короткий период полураспада c β и γ типом рас-
пада. Радиус 

Rh

2+

 – 86, 

Rh

3+

 – 75, 

Rh

4+

 – 67, атомный – 134,5 пм. Основная линия в 

атомном спектре – 369,236 нм.  

Кларк родия в земной коре – 2

.

10

-8

 % (5

.

10

-7

), золе растений – n·10

-9

%. Соли 

родия мало устойчивы, легко переходят из одного состояния в другое. В конечном 
виде дают устойчивые минералы в виде самородных сплавов и немногих соедине-


background image

 

224 

ний с серой, мышьяком и сурьмой. Эти соединения построены по принципу атом-
ных  металлических  решеток.  Основная  часть  элемента  находится  в  самородном 
состоянии с платиной и осмистым иридием, частично в рассеянном состоянии. Он  
рассеян в железном расплаве, приурочен к ультраосновным и основным породам 
литосферы.  В  гипергенных  условиях  элемент  устойчив  и  в  процессе  седимента-
ции рассеивается, частично выносится в океан

Наиболее устойчивы соединения 

трехвалентного родия. 

Известно 20 минералов, в которых родий встречается как акцессорная при-

месь. Основными источниками являются некоторые медные и никелевые руды (до 
0,1% 

Rh

).  

Геохимический барьер механический.  Характерно самородное состояние. 

Миграция механическая. Родий и его соединения относительно нетоксичны.

 

ПАЛЛАДИЙ

 

Благородный,  твердый,  нетоксичный  металл.  Число  изотопов  с  учетом 

ядерных изомеров 25.  В природе распространены шесть стабильных изотопов, из 
них наиболее распространены 

106

Pd

 (27,33%), 

108

Pd

 (26,46), 

105

Pd

 (22,33%). Искус-

ственные радионуклиды имеют короткий период полураспада c β и γ типом рас-
пада. Радиус 

Pd

2+

– 86,  

Pd

4+

– 64, атомный – 137,6 пм. Основная линия в атомном 

спектре – 340,458 нм

 Кларк палладия в земной коре  6

.

10

–8

% (9

.

10

-7

), почве 0,5–30 мг/т, золе рас-

тений – n·10

-9

% (2–285 мг/т), водах – 0,02–0,06 нг/л. 

Соли  палладия  мало  устойчивы,  легко  переходят  из  одного  состояния  в 

другое. В конечном виде дают устойчивые минералы в виде самородных сплавов 
и немногих соединений с серой, мышьяком и сурьмой. Они построены по прин-
ципу атомных металлических решеток. Основная часть элемента находится в са-
мородном состоянии с платиной и осмистым иридием, частично в рассеянном со-
стоянии. Он рассеян в железном расплаве, приурочен к ультраосновным и основ-
ным породам литосферы. В гипергенных условиях элемент устойчив, в процессе 
седиментации рассеивается, частично выносится в океан. Палладий образует ста-
бильные  ковалентные  комплексы  с  гуминовыми  кислотами, 

Se,  Te,  As,  Sb,  Bi. 

Наиболее устойчивы соединения двухвалентного палладия. 

Известно  48  минералов,  в которых  встречается  палладий как  акцессорная 

примесь. Характерно самородное состояние. 

Геохимический барьер палладия  механический. Мигрирует механическим 

путем.  Встречается  в  пирротиновых  высокотемпературных  рудах,  в  нортитах  и 
пироксенах.  Извлекается  как  побочный  продукт  при  очистке  меди  и  цинка.  Ис-
пользуется главным образом как катализатор. Некоторые соединения токсичны. 

СЕРЕБРО

 

Мягкий  металл  с  серебристым  цветом.  Число  изотопов  с  учетом  ядерных 

изомеров 46. В природе распространены стабильные изотопы 

107

Ag 

(51,84), 

109

Ag

 

(48,16%).  Искусственных  радионуклидов  два: 

110

Ag

  (Т

1/2 

=  249,8  д.), 

111

Ag

  (Т

1/2 

7,47 д.). Распад идет с выделением β и γ частиц. Радиус 

Ag

+

 – 113, 

Ag

2+

 – 89, атом-

ный – 144,4 пм. Основная линия в атомном спектре – 328,068 нм. 


background image

 

225 

Кларк серебра в земной коре 0,07∙10

-4

% (7,3

.

10

-6

),  почве  – 1∙10

–5

,  золе рас-

тений – 1∙10

–4

%, речных водах – 0,3 мкг/л. 

Серебро образует характерные ионы типа купро, с сильной поляризацией и 

валентностью в геохимии равной единице. По ряду свойств оно примыкает к пал-
ладию. Нерастворимые и комплексные соединения серебра по свойствам близкие 
к золоту и меди, а легкорастворимые соли –  к натрию. 

С  сильной  поляризацией  связана  слабая  электролитическая  диссоциация 

атомов серебра в водных растворах. Высокий атомный радиус серебра тождествен 
атомному радиусу золота, что обеспечивает широкий диапазон взаимных сплавов 
серебра и золота.  

Тесная связь серебра отмечается с селеном, теллуром, сурьмой, мышьяком, 

в меньшей степени с висьмутом,  особенно с таллием и галлием, а также с метал-
лами – свинцом, золотом. Характерны галоидные соединения элемента с хлором, 
бромом,  иодом.  Минералы  серебра  в  гипогенных  условиях  формируются  при 
средних и низких температурах, начиная с геофазы пневматолитов средних и кис-
лых магм. 

Серебро входит в решетку сульфидов и сульфосолей меди и в состав тел-

луридов в небольших количествах. Ионы Ag входят в решетку самородного золо-
та, достигая в экстремуме почти 50 мас.%. Оно может содержать до 20% приме-
сей различных металлов – 

Au, Cu, Fe, Bi, Sb, Hg

. 

Серебро  образует  пленки,  дендриты,  округлые,  волосовидные  выделения. 

Встречаются самородки массой до 20 т. Важное значение имеют (в %): аргентит 

AgS

  (87,1),  электрум 

Au,  Ag

  (15–50),  прустит 

Ag

3

AsS

3

  (65,5),  пираргирит 

Ag

3

SbS

3

 

(65,5), пилобазит (

Ag, Cu

)

16

Sb

2

S

11

 (62,1–84,9). 

В эндогенных условиях серебро имеет ювенильный и мантийный источник 

и связан щелочно-базальтоидным магматизмом. В этом случае повышенные кон-
центрации серебра встречаются в суьфидных медно-никелевых месторождениях. 
Собственно  серебряные  и  серебряно-полиметаллические  месторождения  гидро-
термального генезиса связаны с магмами среднего и кислого состава, в том числе 
с вулканическими комплексами.  

В  вулканических  областях  рудоносные  растворы,  отлагающие  серебро, 

могли  иметь  различное  происхождение:  магматическое,  метеорное  и  океани-
ческое. В гидротермальных растворах серебро находится в виде подвижных тио-
сульфатных и хлоридных комплексов.  

В экзогенных условиях, в зоне окисления сульфидных месторождений, се-

ребро  переходит  в  раствор  в  виде  сульфата  или  тиосульфата  и  переотлагается  в 
самородной форме или в форме галоидов. В элювиальных, делювиальных и аллю-
виальных россыпях серебро накапливается в незначительных количествах. 

 Известно более 62 минералов серебра, из них многочисленны сульфосоли 

(30), сульфиды (18), галоиды (10).  

Геохимические  барьеры:  восстановительный  сероводородный.  Мигрирует 

в виде комплексного иона в кислых и щелочных водах окислительной обстановки. 

 В организме человека содержится 790 мкг серебра. Суточное потребление 

с пищей – 70 мкг. Период полувыведения – 80–160 суток.  

В  организме  человека  ионы  серебра,  при  концентрации  0,5–1  мг/л,  в  те-

чение полуминуты ослабляют вирус гриппа, в течение часа убивают возбудителя