ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2021
Просмотров: 10878
Скачиваний: 9
Раздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения
241
нометрически в одних случаях устанавли
вается дебаеграмма пирита, в других —
марказита.
Опишем здесь характерные особенно
сти типической структуры пирита, а так
же марказита.
Кристаллическая структура типа пи
рита схематически изображена на рис. 114
и 115. В основе этой структуры лежит ку
бическая гранецентрированная решетка,
характерная для структурного типа NaCl
(ср. с рис. 92), в которой ионы серы, распо
лагаясь парами, сильно сближены между
собой с образованием анионной группы
[S
2
]
–2
. Расстояние S—S в этих группах рав
но 2,05 A
° (вместо 3,5 A° — двойного ионно
го радиуса). Группы [S
2
]
2–
своими осями
ориентированы по диагоналям малых ку
бов, притом так, что они не пересекаются
между собой. На рисунке 115 расстояние
между атомами серы в парах несколько
уменьшено с целью показать соответствие
этой структуры структуре типа NaCl. Ре
альные соотношения для [S
2
]
2–
показаны
отдельно справа.
В структуре ромбической модификации
Fe[S
2
] — марказита мы находим те же груп
пы [S
2
]
2–
, что и в пирите. Ионы Fe распола
гаются по углам ромбической ячейки (рис.
116
а
) и в центре ячейки; они окружены груп
пами ионов [S
2
]
2–
. Ниже (рис. 116
б
) показано, что пары [S
2
]
2–
наклонены по
отношению к оси
с
и в обоих концах как бы упираются в центры триад ионов
Fe, т. е. так же как и в пирите.
Таким образом, на примерах структур пирита и марказита мы видим,
что один и тот же тип координации может быть осуществлен в совершен
но различных по симметрии кристаллических структурах.
Из физических свойств, отличающих минералы этой группы от других,
отметим прежде всего то, что среди всех сульфидов и им подобных соедине
ний минералы группы пирита обладают наибольшей твердостью: 5–6 (спер
рилит 6–7, а лаурит (RuS
2
) даже 7–8). Обращает на себя внимание отсут
ствие совершенной спайности. Все они слабо проводят электричество.
ПИРИТ
— Fe[S
2
]. От греч.
пирос
— огонь. Повидимому, это назва
ние связано со свойствами пирита давать искры при ударе или с его
Рис. 114.
Кристаллическая
структура пирита
Рис. 115.
Кристаллическая
структура пирита. Черные сферы —
ионы Fe
2+
; светлые —
группы [S
2
]
2–
Описательная часть
242
Рис. 117.
Форма кристаллов пирита:
а
— куб,
б
— пентагондодекаэдр
е
{210};
в
— та же форма в комбинации с кубом
а
{100};
г
— октаэдр
о
{111}, притупленный гранями пентагондодекаэдра;
д
— комбинация
октаэдра (
о
) и пентагондодекаэдра (
е
) — так называемый минеральный икосаэдр
(комбинация октаэдра с пентагондодекаэдром)
сильным блеском. Синонимы: серный
колчедан, железный колчедан.
Химический состав.
Fe — 46,6 %, S —
53,4 %. Нередко содержит в очень неболь
ших количествах примеси: Со (кобальтис
тый пирит), Ni, As, Sb, иногда Cu, Au, Ag и
др. Содержание последних элементов обус
ловлено наличием механических примесей
в виде мельчайших включений посторон
них минералов, иногда в тонкодисперсном
состоянии. В этих случаях мы имеем дело
по существу с твердыми псевдорастворами
— кристаллозолями.
Сингония
кубическая; дидодекаэдри
ческий в. с. 3
L
2
4
L
3
6
3
PC
. Пр. гр.
Ра
3(
Т
6
h
).
а
0
= 5,4066 7.
Кристаллическая структура
разобрана выше.
Облик кристаллов.
Пи
рит широко распространен в виде хорошо
образованных кристаллов. Из многочис
ленных установленных для него форм наи
более часто встречаются следующие: {100},
{210}, реже {111}, {321}, {110} и др. (рис. 117).
В зависимости от преобладания тех или
иных граней находится и габитус крис
таллов: кубический, пентагондодекаэд
рический, реже октаэдрический. Разме
Рис. 116.
Кристаллическая
структура марказита:
а
— общий вид структуры;
ионы Fe
2+
покрыты точками;
б
— ориентировка группы [S
2
]
2–
(в середине) между двумя
триадами ионов железа
(по краям)
а
б
а
б
в
г
д
Раздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения
243
ры кристаллов иногда достигают несколь
ких десятков сантиметров в поперечнике.
Характерна штриховатость граней парал
лельно ребрам (100) : (210), т. е.
а
:
е
(ср. рис.
117
б
,
в
с рис. 117
а
).
Эта штриховатость на
ходится в соответствии с кристаллической
структурой пирита и всегда ориентирова
на перпендикулярно каждой соседней гра
ни, т. е. наружные элементы симметрии впол
не соответствуют особенностям структуры
пирита. Двойники встречаются по (110)
(рис. 118), редко по (320).
Агрегаты.
В многочисленных горных по
родах и рудах пирит наблюдается в виде вкрапленных кристалликов или
округлых зерен. Широким развитием пользуются также сплошные агре
гатного строения пиритовые массы. В осадочных породах часто встреча
ются шаровидные конкреции пирита, нередко радиальнолучистого стро
ения, а также секреции в полостях раковин. Часты гроздевидные или
почковидные образования пирита в ассоциации с другими сульфидами.
Цвет
пирита светлый латунножелтый или соломенножелтый, часто
с побежалостями желтоватобурого и пестрых цветов, тонкодисперсные
сажистые разности имеют черный цвет.
Черта
темносерая или бурова
точерная.
Блеск
сильный металлический.
Твердость
6–6,5. Относительно хрупок.
Спайность
весьма несовершен
ная по {100} и {111}, иногда {110}. Излом неровный, иногда раковистый.
Уд. вес
4,9–5,2.
Прочие свойства.
Электричество проводит слабо. Термо
электричен. Некоторые разности обладают детекторными свойствами.
Диагностические признаки.
Легко узнается по цвету, формам крис
таллов и штриховатости граней, высокой твердости (единственный из
широко распространенных сульфидов, который царапает стекло). По со
вокупности этих признаков он легко отличается от несколько похожих
на него по цвету марказита, халькопирита, пирротина и миллерита.
П. п. тр., растрескиваясь, плавится в магнитный шарик. Легко теряет часть
серы, которая горит голубым пламенем. В запаянной трубке возгоняется
часть серы — остается моносульфид FeS. В HNO
3
, разлагается с трудом
(в порошке легко), выделяя серу. В разбавленной НСl не растворяется.
Происхождение и месторождения.
Пирит является наиболее распро
страненным в земной коре сульфидом и образуется в самых различных
геологических условиях.
1. В виде мельчайших вкраплений он наблюдается во многих
магма'
тических
горных породах. В большинстве случаев является эпигенети
ческим минералом по отношению к силикатам и связан с наложением гид
ротермальных проявлений.
Рис. 118.
Двойник пирита
по оси [111] типа «железный
крест»
Описательная часть
244
2. В
контактово'метасоматических
месторождениях является почти
постоянным спутником сульфидов в скарнах и магнетитовых залежах.
В ряде случаев оказывается кобальтоносным. Образование его, так же как
и других сульфидов, связано с гидротермальной стадией контактовоме
таморфических процессов.
3. Как спутник широко распространен в
гидротермальных
месторож
дениях различных по составу руд почти всех типов и встречается в пара
генезисе с самыми различными минералами. При этом он часто наблюда
ется не только в рудных телах, но и в боковых породах в виде вкраплений
хорошо образованных кристаллов, возникших метасоматическим путем
(метакристаллов).
4. Не менее часто встречается и в
осадочных
породах и рудах. Широко
известны конкреции пирита и марказита в песчаноглинистых отложе
ниях, месторождениях угля, железа, марганца, бокситов и др. Его образо
вание в этих породах и рудах связывается с разложением органических
остатков без доступа свободного кислорода в более глубоких участках
водных бассейнов. В парагенезисе с ним чаще всего в таких условиях
встречаются: марказит, мельниковит (черная порошковатая разность ди
сульфида железа), сидерит (Fe[CO
3
]) и др.
В зоне окисления пирит, как и большинство сульфидов, неустойчив,
подвергаясь окислению до сульфата закиси железа, который при нали
чии свободного кислорода легко переходит в сульфат окиси железа. По
следний, гидролизуясь, разлагается на нерастворимую гидроокись желе
за (лимонит) и свободную серную кислоту, переходящую в раствор. Этим
путем образуются широко наблюдаемые в природе
псевдоморфозы
лимо
нита по пириту.
Сам же пирит часто образует псевдоморфозы по органическим остат
кам (по древесине и различным остаткам организмов), а в эндогенных об
разованиях встречаются псевдоморфозы пирита по пирротину, магнетиту
(FeFe
2
O
4
), гематиту (Fe
2
O
3
) и другим железосодержащим минералам. Эти
псевдоморфозы, очевидно, образуются при воздействии H
2
S на минералы.
Месторождения, в которых в том или ином количестве встречается
пирит, бесчисленны. Его можно встретить в месторождениях самых раз
личных генетических типов, однако главная масса находок все же отно
сится к эндогенным образованиям.
В России наиболее богатые им крупные колчеданные залежи широко
распространены на Урале, где они приурочены к меридионально вытяну
той на сотни километров полосе измененных кислых и основных эффу
зивов и осадочных пород силуродевонского возраста. Рудные тела, со
стоящие почти сплошь из сульфидов, главным образом пирита, обычно
имеют форму жило или линзообразных залежей. Отметим наиболее важ
ные и богатые пиритом месторождения:
Калатинское
в Невьянском рай
оне;
Дегтярское
в Сысертском районе; ряд
Карабашских
месторождений
Раздел II. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения
245
в Кыштымском районе;
Блявинское
(у г. Медногорска) в Оренбургской
области и др.
С минералогической точки зрения большой интерес представляют
друзы кристаллов пирита известного
Березовского
золоторудного место
рождения на Урале. Обычно они представлены кубическими формами
с сильно исштрихованными гранями (см. рис. 11), в меньшей степени —
пентагондодекаэдрами и октаэдрами. Встречаются иногда гигантские
кристаллы (до 32 кг
весом). Крупные кристаллы пирита и их сростки
встречаются в виде конкреций в углях, например — в
Тулунском
(Иркут
ская область) и в
Грызловском
(Тульская область) разрезах.
Из закавказских месторождений к числу пиритовых залежей относит
ся
Чирагидзорское
месторождение в Гянджинском районе (Азербайджан).
Крупные гидротермальные месторождения Coпирита
Миндиги
и
Мин'
дола
находятся в Катанге (Демократическая Республика Конго).
Весьма хорошо образованные кристаллы и их сростки декоративно
коллекционного качества происходят из месторождения
Логроньо
в Ис
пании, где залегают в известняках. Конкреционные дискосферолиты пи
рита, известные как «пиритовые доллары», находятся в глинистых
сланцах в
Спарте
(Иллинойс, США).
Практическое значение.
Пиритовые руды являются одним из основ
ных видов сырья, используемого для получения серной кислоты. Сред
нее содержание серы в эксплуатируемых для этой цели рудах колеблется
от 40 до 50 %. Обработка руды производится путем обжига в специаль
ных печах. Получающийся при этом сернистый газ SO
2
подвергается окис
лению с помощью окислов азота в присутствии водяного пара до H
2
SO
4
.
Нежелательной примесью в рудах, идущих на сернокислотное произ
водство, является мышьяк.
Часто содержащиеся в пиритовых рудах медь, цинк, иногда золото селен
и др. могут быть получены побочными способами. Получаемые в результате
обжига так называемые железные огарки в зависимости от их чистоты могут
быть использованы для изготовления красок или как железная руда.
Руды, содержащие кобальтистый пирит, служат источником прибли
зительно половины потребляемого в мире кобальта, несмотря на низкое
содержание в них этого элемента (до 0,5–1 % в минерале).
МАРКАЗИТ
— Fe[S
2
]. Название произошло от древнеарабского сло
ва, которым называли пирит и марказит.
Химический состав.
Fe — 46,6 %, S — 53,4 %. Примеси: в очень не
больших количествах As, Sb, Tl и др.
Сингония
ромбическая; ромбодипирамидальный в. с. 3
L
2
3
PC
. Пр. гр.
Рпnт
(
D
12
2
h
).
а
0
=
4,4369,
b
0
= 5,4149;
с
0
= 3,381.
Кристаллическая структура
описана выше. Облик кристаллов таблитчатый (рис. 119), реже короткостол
бчатый, псевдодипирамидальный (рис. 120). Двойники, простые и кратные,
являются весьма распространенными; они имеют характерный копьевидный