ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2020
Просмотров: 13833
Скачиваний: 112
Описательная часть
196
выпадают сернистые соединения как труднорастворимые продукты хими
ческих реакций обменного разложения (А. Г. Бетехтин). При этом в раство
рах могли принимать участие и комплексные соли с сернистыми щелоча
ми или их сульфогидратами (NaHS, KHS и др.), в которых легко
растворяется и золото. При распаде этих соединений при низких темпера
турах наряду с обычными сульфидами металлов могло образоваться и зо
лото в самородном виде (сульфиды его неизвестны в природе, хотя теллу
риды встречаются).
В иных условиях происходит образование сульфидов в осадочных
глинистых породах, а также в битуминозных и угленосных отложениях.
Обычными сульфидами в этих породах являются пирит и марказит Fe[S
2
].
Они образуются в восстановительных условиях при наличии Н
2
S, воз
никающего в результате разложения белковых веществ в органических
остатках без доступа кислорода или при недостатке его и во многих слу
чаях, повидимому, не без участия бактерий.
При процессах выветривания, т. е. в присутствии воды и кислорода
почти все относящиеся сюда минералы, легко окисляясь, разлагаются,
образуя первоначально большей частью легко растворимые в воде суль
фаты, а затем гидроокислы, окислы, карбонаты и другие кислородные
соединения, характеризующие состав так называемой зоны окисления
рудных месторождений. Исключение составляют лишь некоторые хими
чески устойчивые в этих условиях минералы:
киноварь
(HgS),
сперрилит
(Pt[As
2
]) и
лаурит
(Ru[S
2
]).
Классификация сульфидов и им подобных соединений.
Основываясь на
химической характеристике отдельных типов соединений, все рассматрива
емые здесь соединения необходимо прежде всего разделить на два класса.
Класс 1.
Простые сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковис
тые и сурьмянистые соединения; сюда же включим и минералы типа двой
ных соединений.
Класс 2.
Сульфосоли, т. е. минералы, близкие по химической консти
туции к солеобразным типам соединений.
КЛАСС 1. ПРОСТЫЕ СЕРНИСТЫЕ И ИМ ПОДОБНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
За исключением сероводорода, все простые сернистые и им подобные
соединения в земной коре распространены в виде твердых кристалличе
ских веществ и являются минералами. Среди них по типам химических
соединений выделяются различные главные группы минералов (сульфи
дов, арсенидов и антимонидов).
1. Группа халькозина
В этой группе объединяются минералы меди и серебра типа A
2
S, A
2
Se
и А
2
Те. Многие из них существуют в природе в двух модификациях: бо
Раздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения
197
лее высокотемпературной кубической и низкотемпературной ромбиче
ской или моноклинной.
ХАЛЬКОЗИН
— Cu
2
S. Название происходит от греч.
халькос
— медь.
Синоним: медный блеск.
Для Cu
2
S существует три модификации — одна низкотемпературная, ус
тойчивая ниже 91 °С ромбической сингонии (собственно халькозин или
β
халькозин), и две высокотемпературных (выше 91 °С): гексагональная и ку
бическая (
α
халькозин). Гексагональная модификация, имеющая состав,
точно отвечающий формуле Cu
2
S, неустойчива и, распадаясь, переходит в
кубическую модификацию —
α
халькозин (дигенит), имеющий антифлюо
ритовую структуру и состав Cu
2–
X
S, где
x
= 0,03 – 0,11 (
а
0
= 5,55). Условием
устойчивости
α
халькозина является статистический пропуск ~10 % поло
жений Сu с заменой других 10 % одновалентной меди на двухвалентную.
Высокотемпературная гексагональная модификация Cu
2
S имеет
структуру с плотнейшей гексагональной упаковкой анионов серы. Ионы
меди помещаются в центрах всех треугольников из анионов серы каждо
го слоя укладки,
a
0
= 3,89,
с
0
= 6,68.
Природный халькозин нередко представляет собой смесь низкотем
пературного ромбического (
β
халькозина) и
α
халькозина.
Химический состав.
Сu — 79,9 %, S — 20,1 %. Обычно имеются при
меси: Ag, иногда Fe, Co, Ni, As, Аu. Некоторые из них, по крайней мере
последние, обусловлены механическими примесями.
Сингония
ромбическая; ромбодипирамидальный в. с. 3
L
2
3
PC.
Пр. гр.
Аb
2
т
(2
15
2
v
).
a
0
= 11,9;
b
0
= 27,2; с
0
= 13,41. Изредка псевдокубический. В тех
случаях, когда халькозин кристаллизуется при температуре ниже 91 °С,
обычно наблюдаются следующие грани призм: {110}, {021}, {011}, {023}, пи
накоида {001}, ряда дипирамид {111}, {112}, {113} и др.
Кристаллическая
структура
ромбического халькозина
очень сложная и в деталях не изучена.
Облик кристаллов.
Кристаллы наблю
даются сравнительно редко. Большей
частью они встречаются в виде толстых
таблиц по {001} и коротких столбиков
вдоль оси
а
(рис. 89), но нередко они
имеют гексагональный облик (рис. 90).
Гексагональный облик кристаллы халь
козина часто приобретают вследствие
образования тройников с плоскостями
срастания по (110). Наблюдаются также двойники прорастания по (032)
и реже по (112).
Агрегаты.
Обычно встречается в виде сплошных тонкозернистых масс
или в виде вкраплений в псевдоморфозах по борниту, халькопириту, иног
да сфалериту, галениту, ковеллину, пириту и др.
Рис. 89.
Призматический кристалл
халькозина. Турьинские рудники
(Урал)
Описательная часть
198
Цвет
халькозина свинцовосерый.
Черта
темносерая.
Блеск
металличе
ский.
Твердость
2,5–3. Слабо ковок.
Спайj
ность
несовершенная по {110}.
Уд. вес
5,5–5,8. Хороший проводник электриче
ства.
Диагностические признаки.
Харак
терными являются свинцовосерый цвет,
низкая твердость, ковкость (от острия
ножа остается блестящий след, что от
личает халькозин от весьма похожей на
него блеклой руды). Раствор в HNO
3
приобретает зеленый цвет. Характерна ассоциация халькозина с медны
ми минералами, чаще всего с борнитом.
П. п. тр. плавится, окрашивая пламя в голубой цвет. На угле с содой
получается королек меди. В кислотах растворяется лучше всего в HNO
3
,
выделяя серу.
Происхождение и месторождения.
В природе ромбический халько
зин образуется как в эндогенных, так и в экзогенных условиях, но исклю
чительно при низких температурах (ниже 91 °С).
Как эндогенный минерал он изредка встречается в некоторых
гидро'
термальных,
богатых медью и бедных серой сульфидных месторождени
ях. В парагенезисе с халькозином в этих случаях наблюдается чаще дру
гих эндогенный борнит. Таковы месторождения
Удоканское
(Забайкалье),
Джезказганское
(Казахстан),
Редрут
в Корнуолле (Англия) и др.
Однако в главной массе халькозин образуется
экзогенным
путем
в так называемых зонах вторичного сульфидного обогащения во всех
медносульфидных месторождениях (см. рис. 57). Как и другие вторич
ные сульфиды меди, халькозин возникает при реакциях между первич
ными сульфидами и растворами сульфатов меди, просачивающимися
из зоны окисления медных месторождений. Часто он развивается ме
тасоматическим путем на месте вторичного борнита. Иногда он непос
редственно замещает первичный халькопирит, в ряде случаев — гале
нит, сфалерит и другие сульфиды первичных руд.
Известны случаи образования халькозина из меденосных растворов
в осадочных породах, содержащих органические остатки, в виде псевдо
морфоз с сохранением всех деталей строения этих остатков, главным об
разом древесины.
В зоне кислородного выветривания халькозин неустойчив и, разру
шаясь, переходит в куприт (Сu
2
О), малахит, азурит и другие кислород
ные соединения. При неполном окислении нередко за счет халькозина
образуется самородная медь по реакции:
Cu
2
S + 2О
2
= CuSO
4
+ Сu.
Рис. 90.
Кристалл халькозина
гексагонального облика. Турьинские
рудники (Урал)
Раздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения
199
Крупные месторождения халькозиновых руд сравнительно редки.
В значительных количествах они образуются в низах мощных, хорошо
проработанных поверхностными агентами зон окисления в богатых ме
дью сульфидных месторождениях. В них халькозин как главный медный
минерал слагает зоны вторичного сульфидного обогащения.
На территории России в больших сплошных массах халькозиновые
руды в свое время добывались на
Турьинских
рудниках (Северный Урал).
Там же встречались хорошо образованные кристаллы этого минерала, де
тально изученные акад. П. В. Еремеевым. Бедные вкрапленные халько
зиновые руды установлены в крупных месторождениях
Коунрад
в Казах
стане (к северу от оз. Балхаш) и
Алмалык
в Узбекистане (к югу от
Ташкента).
За границей большой известностью пользуется месторождение
Бьютт
в Монтане (США), где халькозин в парагенезисе с борнитом, энаргитом,
пиритом и другими минералами прослежен в первичных рудах значитель
но ниже уровня грунтовых вод, т. е. является эндогенным минералом.
Практическое значение.
Халькозин является самым богатым медью
сульфидом, и потому халькозиновые руды важны для медной промыш
ленности более чем какиелибо другие руды сульфидных месторождений.
В настоящее время на долю халькозинсодержащих руд падает весьма зна
чительная часть мировой добычи меди. В частности, к ним относятся
крупнейшие по запасам месторождения бедных вкрапленных руд типа
Коунрада, массовая эксплуатация которых рентабельна, несмотря на от
носительно низкое содержание меди.
АРГЕНТИТ
—
β
Ag
2
S и
АКАНТИТ
—
α
Ag
2
S. Названия происходят от
лат.
argentum
— серебро и греч.
аканта
— шип, соответственно. Синоним:
серебряный блеск. «Серебряная чернь» является порошковатой разновид
ностью сернистого серебра и встречается совместно с плотным аргентитом.
Ag
2
S встречается в виде двух модификаций: 1) более высокотемператур
ной кубической модификацией
β
Ag
2
S, устойчивой выше 179 °С, —
арген'
тита
; 2) низкотемпературной псевдоромбической моноклинной модифи
кации
α
Ag
2
S, образующейся при температурах ниже 179 °С, —
акантита
.
Кубическая модификация при понижении температуры претерпевает пара
морфное превращение в псевдоромбическую модификацию, как это пока
зывает рентгенометрическое исследование кубических кристаллов.
Несмотря на предложение особых названий для каждой модифика
ции сернистого серебра, в минералогической практике фактически уко
ренилось общее название «аргентит», которое применяется и к парамор
фозам низкотемпературной модификации по высокотемпературной.
Химический состав.
Ag — 87,1 %, S — 12,9 %. Из изоморфных приме
сей в аргентите нередко наблюдается Cu. Обычно бывает загрязнен так
же соединениями Pb, Fe, Sb и др.
Описательная часть
200
Сингония
кубическая (аргентит), гексаоктаэдрический в. с. Пр. гр.
Pn
3
m
(
О
9
h
).
Кристаллическая структура
. Относится к структурному типу
куприта
(см. в соответствующем разделе). Низкотемпературная модифи
кация (акантит) — моноклинная (структурно
изучена недостаточно). Пр. гр.
P
2
1
/
c
(
C
5
2
h
);
a
0
= 9,47;
b
= 6,95,
с
= 8,28;
β
= 124°. Габитус соб
ственных кристаллов акантита, образовавших
ся при температурах ниже 179 °С — призмати
ческидипирамидальный, облик — шестоватый
до копьевидного. Акантит часто встречается в
виде несовершенных, нередко полисинтетиче
ски сдвойникованных кристаллов, в составе па
раморфоз по кристаллам аргентита, представ
ленным кубом, кубооктаэдром (рис. 91), изредка
ромбододекаэдром.
Цвет
свинцовосерый.
Блеск
в изломе металлический.
Твердость
2–2,5. Ковок.
Спайность
несовершенная по {110} и {100}.
Уд. вес
7,2–7,4.
Прочие свойства
. Проводником электричества стано
вится лишь при высоких температурах. Под действием сильных свето
вых лучей отполированная поверхность аргентита в течение несколь
ких секунд темнеет.
Диагностические признаки.
По макроскопическим, т. е. устанавли
ваемым на глаз признакам нелегко поддается определению. Часто сопро
вождается серебряной чернью, иногда самородным серебром.
П. п. тр. на угле плавится с образованием ковкого королька серебра.
В HNO
3
растворяется с выделением серы; от прибавления HCl получает
ся густой творожистый белый осадок AgCl, растворяемый в аммиаке.
Происхождение и месторождения.
Аргентит встречается в
гидротер'
мальных
месторождениях сульфидных серебросодержащих руд, часто в
парагенезисе с самородным серебром, и другими серебросодержащими
минералами.
Однако наибольшим распространением этот минерал, вернее акантит,
пользуется в нижних частях
зон окисления
месторождений сульфидных
серебросодержащих руд в ассоциации с такими минералами, как церус
сит (Рb[СО
3
]), хлораргирит (AgCl), самородное серебро и др. Наблюда
лись псевдоморфозы акантита по самородному серебру и многим слож
ным по составу минералам, представляющим сернистые, мышьяковистые,
сурьмянистые соединения серебра (прустит, пираргирит, стефанит и др.).
Большие самостоятельные скопления аргентита наблюдаются край
не редко. В значительных массах вместе с самородным серебром он
встречался в месторождении
Конгсберг
(Норвегия), а также во многих
месторождениях
Мексики
(Цакатекас, Гуанахуато и др.) в ассоциации
с сульфосолями серебра (полибазит, пираргирит, прустит и пр.).
Рис. 91.
Кристалл арген
тита (обычная форма)