ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2020
Просмотров: 13872
Скачиваний: 112
Описательная часть
176
Химический состав.
Минералы, описанные под названием невьян
скит, имели следующие колебания в содержании отдельных металлов
(в %): Ir — 46,8–77,2, Os — 21,0–49,3, Ru — 0–0,5, Rh — 0,5–7,7, Pt —
0,1–5,5, Cu — 0–0,9, Fe — 0–1,4. Отношение Ir : Os колеблется в пределах
от 3 : 1 до 1 : 1. В некоторых случаях в виде изоморфной примеси к ири
дию обнаруживается в значительном количестве родий.
Сингония
гексагональная; дигексагональнодипирамидальный
в. с.
L
6
6
L
2
7
PC
. Пр. гр.
P
6
3
/
mmc
(
D
4
6
h
).
а
0
= 2,62;
с
0
= 4,60.
Кристаллическая структура
гексагональная, плотнейшей упаковки.
Облик кристаллов.
В противоположность минералам железоплатиновой
группы, минеральные виды этой группы в кристаллографическом отно
шении индивидуализированы очень хорошо. Кристаллы благодаря пре
имущественному развитию пинакоида {0001} представлены обычно мел
кими шестиугольными пластинками или таблитчатыми зернами (рис. 74),
ограниченными с боков гранями призмы {101
–
0} и гексагональных дипи
рамид, чаще {101
–
1}. Встречаются кристаллы в виде неравносторонних ше
стиугольников, по форме приближающихся к треугольнику. Нередки ске
летные пластинчатые выделения наподобие каркаса (рис. 75).
Рис. 74.
Кристаллы осмирида (Урал)
Цвет
осмирида оловяннобелый или светло
серый.
Блеск
металлический. Оптически анизо
тропен.
Твердость
6–7. Хрупок.
Спайность
совершенная
по {0001}, но отщепление листочков происходит с
трудом. Листочки ломки.
Уд. вес
колеблется от 17,0
до 21,0. На понижение удельного веса влияет нали
чие мелких газовых пустот, иногда очень многочис
ленных (их количество в некоторых случаях достигает 17 % по объему).
Диагностические признаки.
Легко узнается по пластинчатому облику,
более светлой окраске (по сравнению с иридосмином) и высокой твердости.
П. п. тр. не плавится. Чрезвычайно кислотоупорен. При сплавлении
с селитрой выделяет пары осмиевого ангидрида OsO
4
, обладающие рез
ким неприятным запахом гнилой редьки. При растворении этого сплава
в воде выпадает черный порошок иридия.
Происхождение и месторождения.
Минералы этой группы гене
тически связаны главным образом с массивами изверженных ультра
основных пород (дунитов и перидотитов), где они встречаются в тес
Рис. 75.
Кольцеобраз
ный кристалл осмирида
(Урал)
Раздел I. Самородные элементы и интерметаллические соединения
177
ной ассоциации с минералами группы платины, хромшпинелидами,
иногда сульфидами меди. Встречаются и непосредственно в самих по
родах, т. е. не сопровождаются другими рудными минералами.
Указывались находки их в гидротермальных золотоносных кварцевых
жилах. Встречались сростки осмирида с золотом.
При выветривании и размыве месторождений осмирид благодаря хи
мической стойкости вместе с минералами самородной платины и золо
том переходит в россыпи.
Осмирид встречается в россыпях, приуроченных к выходам массивов
ультраосновных изверженных пород. В России известен в
Нижне'Тагиль'
ских
платиновых россыпях, в
Гулинском
щелочноультраосновном масси
ве (север Ср. Сибири), в
Чирынайском
перидотитовом массиве (Корякия).
В незначительных количествах он присутствует в виде примесей во мно
гих золотоносных россыпях Урала, Сибири, а также в Калифорнии и
Орегоне (США). На о.
Тасмания
известны россыпи, в которых минералы
группы осмистого иридия преобладают над платиновыми металлами.
Попутно с золотом осмирид добывается также в крупнейшем месторож
дении золота
Витватерсранд
(в Трансваале, Южная Африка).
Практическое значение.
Более крупные кристаллы осмистого иридия
(диаметром не меньше 1 мм)
употребляются в сыром виде (т. е. без химичес
кой обработки) при изготовлении приборов специального назначения (для
этой цели необходимы зерна не менее 0,5 мм,
предпочтительно овальной, а
не пластинчатой формы). Мелкие зерна находят применение для кончиков
вечных перьев, режущих частей хирургических инструментов и т. д.
ИРИДОСМИН
(Os, Ir). Назван по составу. Синоним — сысертскит, по
месту нахождения: Сысертский район (около Екатеринбурга) на Урале.
Химический состав.
Содержание осмия преобладает над содержани
ем иридия. Нередко в значительных количествах присутствует изоморф
ная примесь Ru.
Сингония
гексагональная; дигексагональнодипирамидальный
в. с. Структура аналогична структуре осмирида. Наблюдался в виде шес
тиугольных пластинчатых кристаллов, окатанных пластинок, обломков
(при промывке платиноносных россыпей).
Цвет
иридосмина стальносерый до темносерого.
Блеск
металличе
ский, тусклый.
Твердость
около 6. Хрупок.
Спайность
по {0001} ясная.
Уд. вес
из
менчивый: 17,8–22,5. Магнитные свойства не изучены.
Диагностические признаки.
От осмирида отличается лишь по более
темной окраске. В остальном определенных различий без химического
анализа установить нельзя.
П. п. тр. не плавится. При сильном прокаливании в окислительном
пламени становится черным и выделяет пары осмиевого ангидрида OsO
4
с резким неприятным запахом (осмирид при прокаливании без селитры
Описательная часть
178
обычно не выделяет паров OsO
4
). При сплавлении с селитрой образуется
зеленая масса; при кипячении этот сплав выделяет черный порошок ири
дия. По отношению к кислотам чрезвычайно устойчив.
Происхождение
— см. невьянскит. Часто встречается совместно
с невьянскитом как в россыпях, так и в коренных месторождениях пла
тины.
4. Группа полуметаллов
В эту группу, кроме мышьяка, входят сурьма и висмут, т. е. элемен
ты больших периодов V группы таблицы Менделеева. Все они в при
родных условиях хотя и редко, но наблюдаются в самородном состоя
нии, кристаллизуясь в одной сингонии и образуя однотипные
кристаллические структуры. Однако, несмотря на это, они не встреча
ются совместно и не дают в природе ни твердых растворов, ни опреде
ленных соединений, за исключением мышьяка и сурьмы, которые при
высоких температурах образуют твердые растворы во всех пропорци
ях, а при низких — лишь устойчивое интерметаллическое соединение
AsSb (аллемонтит).
Характерной особенностью структуры рассматриваемых полуметал
лов является то, что каждый атом ковалентно связан с тремя из окружа
ющих его шести атомов, образуя гофрированные слои тесно соединен
ных между собой структурных единиц. Связи между такими слоями —
вандерваальсовские, т. е. очень слабые, что обусловливает совершенную
спайность по (0001), высокую оптическую анизотропию и пониженную
твердость. Таким образом, кристаллические структуры минералов этой
группы молекулярные, молекулами являются бесконечные слои.
МЫШЬЯК
— As. Встречается сравнительно редко и обычно в неболь
ших количествах
1
.
Химический состав.
Содержание As — 84–98 %. Примеси: Sb — 1,7–
9,2 %, реже Ag, Fe, Ni, иногда Bi и V. Возможно, что содержание Ag, Ni, Fe
и Bi обусловлено механическими включениями посторонних минералов
(самородного висмута и арсенидов никеля и железа, с которыми само
родный мышьяк встречается иногда в тесном срастании).
Сингония
тригональная; дитригональноскаленоэдрический
в. с.
L
3
6
3
L
2
3
PC
. Пр. гр.
R
3
–
m
(
D
5
3
d
).
a
rh
=
4,142;
α
= 54° 07
′
.
Кристалличесj
кая структура
может быть описана как искаженная примитивная ку
бическая упаковка атомов, при этом три межатомных расстояния уко
рочены, три других — удлинены.
Облик кристаллов.
Кристаллы крайне
редки, имеют ромбоэдрический (рис. 76) или псевдокубический об
лик.
Агрегаты.
Обычно наблюдается в виде корок с натечной почко
1
Известно несколько синтезированных модификаций мышьяка, из которых наибо
лее устойчива ромбоэдрическая.
Раздел I. Самородные элементы и интерметаллические соединения
179
видной поверхностью, сталактитов,
скорлуповатых образований, в изломе
обнаруживающих кристаллическизер
нистое строение.
Цвет
мышьяка в свежем изломе оло
вяннобелый. С течением времени до
вольно быстро становится желтобурым,
а затем черным.
Черта
серая, оловянно
белая.
Блеск
металлический, сильный
(в свежем изломе); быстро тускнеет и становится матовым на окислив
шейся, почерневшей с течением времени поверхности.
Твердость
3,5. Хрупок.
Спайность
совершенная по {0001} и менее со
вершенная по (011
–
2).
Излом зернистый.
Уд. вес
5,63–5,78.
Диагностические признаки.
Самородный мышьяк довольно легко
узнается по форме выделений, почерневшей поверхности, значительно
му удельному весу, сильному металлическому блеску в свежем изломе
и совершенной спайности.
П. п. тр. улетучивается, не плавясь (при температуре около 360 °С),
издавая характерный чесночный запах и образуя белый налет As
2
O
3
на
угле. В жидкое состояние переходит лишь при повышенном внешнем дав
лении. В закрытой трубке образует зеркало мышьяка. При резком ударе
молотком издает чесночный запах.
Происхождение и месторождения.
Мышьяк встречается в
гидротер'
мальных
месторождениях в виде скорлуповатых сферолитовых образо
ваний в пустотах, образуясь, очевидно, в последние моменты гидротер
мальной деятельности. В ассоциации с ним могут встречаться различные
по составу мышьяковистые, сурьмянистые, реже сернистые соединения
никеля, кобальта, серебра, свинца и др., а также нерудные минералы.
В литературе имеются указания на вторичное происхождение мышь
яка в зонах выветривания месторождений мышьяковистых руд, что, во
обще говоря, маловероятно, если учесть, что в этих условиях он очень
неустойчив и, быстро окисляясь, разлагается полностью. Черные короч
ки состоят из тонкой смеси мышьяка и арсенолита (As
2
O
3
). В конце кон
цов образуется чистый арсенолит.
На территории России самородный мышьяк был встречен в несколь
ких месторождениях. Из них отметим
Садонское
гидротермальное свинцо
воцинковое месторождение (Северная Осетия), где он неоднократно на
блюдался в виде почковидных масс на кристаллическом кальците с
галенитом и сфалеритом. Крупные почкообразные скопления самородно
го мышьяка с концентрическискорлуповатым строением были встречены
на левом берегу р.
Чикой
(Забайкалье). В парагенезисе с ним наблюдался
лишь кальцит в виде оторочек на стенках тонких жил, секущих древние
кристаллические сланцы. В виде обломков мышьяк был найден также
Рис. 76.
Кристалл мышьяка
пинакоидальноромбоэдрического
габитуса
Описательная часть
180
в районе ст.
Джалинда
в отрогах Малого Хингана (Приамурье), и в других
местах. В гидротермальных доломитанкеритовых жилах с никелином сфе
ролиты мышьяка обнаружены на
Белореченском
месторождении в Красно
дарском крае.
В ряде месторождений Саксонии (
Фрайберг, Шнееберг, Аннаберг
и др.)
самородный мышьяк наблюдался в ассоциации с мышьяковистыми со
единениями кобальта, никеля, серебра, самородным висмутом и др.
Все эти и другие находки этого минерала практического значения не
имеют.
ВИСМУТ
— Bi. Самородный висмут, хотя встречается значительно
чаще, чем мышьяк и сурьма, все же принадлежит к числу довольно ред
ких минералов и обычно не дает крупных скоплений.
Химический состав.
Как правило, висмут почти чист. В виде приме
сей к нему устанавливаются в очень незначительных количествах или
в виде следов Fe, S, As и Sb.
Сингония
тригональная; дитригональноскаленоэдрический
в. с.
L
3
6
3
L
2
3
PC.
Пр. гр.
R
3
–
m
(
D
5
3
d
).
a
rh
=
4,736;
α
= 57°16
′
.
Кристаллическая
структура
аналогична структуре мышьяка, однако более близка к при
митивной кубической упаковке: различия между тремя ближайшими и
тремя последующими по величине межатомными расстояниями заметно
меньше. В кристаллах висмут встречается крайне редко, причем его кри
сталлы обычно плохо образованы. Чаще наблюдается в виде вкраплен
ных зерен, иногда крупных, листоватых или зернистых агрегатов. Встре
чаются также перистые дендриты.
Цвет
висмута в свежем изломе серебрянобелый с желтоватым оттен
ком; с течением времени появляется характерная красноватая побежа
лость.
Черта
серая.
Блеск
металлический, сильный.
Твердость
2,5. Слабо ковок.
Спайность
весьма совершенная по {0001}
и средняя по {1011}.
Уд. вес
9,70–9,83 (в жидком состоянии 10,03).
Проj
чие свойства
. Температура плавления около 270 °С. Точка кипения око
ло 1450 °С. Обладает диамагнитными свойствами.
Диагностические признаки.
Висмут легко узнается по слабому жел
товатокрасноватому оттенку побежалости, сильному металлическому
блеску, совершенной спайности, относительно низкой твердости и отно
сительно высокому удельному весу.
П. п. тр. очень легко плавится, при продолжительном дутье испаряет
ся, образуя налеты на угле, которые вначале имеют белый цвет, потом
окрашиваются в оранжевожелтый, а по охлаждении — лимонножелтый
цвет. При сплавлении с KJ и S образует на угле характерный налет с ярко
красной каймой BiJ
3
(реакция на Bi). Легко растворяется в HNO
3
,из ра
створа после разбавления выпадает белый осадок.
Происхождение и месторождения.
Почти все известные находки
висмута приурочены к образованиям
гидротермального
происхождения.