ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2021
Просмотров: 10851
Скачиваний: 9
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
431
что постоянный спутник галенита — сфалерит — и сульфиды меди при
окислении переходят в легкорастворимые сульфаты и выносятся, за счет
чего и происходит обогащение окисленных руд свинцом.
Англезит может образоваться и
гидротермальным
путем, правда,
в особых условиях. В виде прекрасно образованных, часто довольно круп
ных кристаллов он встречается в таких свинцовоцинковых месторожде
ниях, отложение руд которых, судя по парагенезису минералов и формам
минеральных агрегатов, могло происходить вблизи дневной поверхнос
ти (вероятно, при смешении с вадозовыми насыщенными свободным кис
лородом водами). Таковы, например, месторождения
Райбл
и
Бляйберг
в
Каринтии (Восточные Альпы), где кристаллы англезита в пустотах встре
чаются наряду с нетронутыми окислением сульфидами Fe, Zn и Pb.
В тех или иных количествах англезит всегда удается установить в зо
нах окисления всех галенитсодержащих сульфидных месторождений.
Останавливаться на перечислении их не будем. Укажем лишь, что в на
шей литературе описаны хорошо образованные кристаллы из месторож
дений:
Березовского
золоторудного (Урал), ряда алтайских, нерчинских
(Восточное Забайкалье) и др.
Практическое значение.
При разработке зон окисления свинцовых
месторождений англезит вместе с другими кислородными соединения
ми свинца идет в плавку.
Обобщение.
Подведем итог главнейшим отличительным свойствам
минералов группы барита, включая сюда и ангидрит. Как можно видеть из
данных табл. 12, сульфат свинца сильно отличается по своим свойствам от
Минерал
Твер-
дость
Уд.
вес
Цвет
Блеск
Ng
Nm
Np
Ангидрит — CaSO
4
Целестин — SrSO
4
Барит — BaSO
4
Англезит — PbSO
4
3–3,5
3–3,5
3–3,5
2,5–3
2,9
3,9
4,5
6,3
Белый
Голубой
Белый
»
Стеклян-
ный
»
»
Алмаз-
ный
1,614
1,631
1,648
1,894
1,576
1,624
1,637
1,882
1,571
1,622
1,636
1,877
Таблица 12
Главные свойства минералов группы барита
других аналогичных сульфатов металлов. Он существенно отличен и по
условиям образования в природе. Сульфаты Са, Sr и Ba друг от друга за
метно отличаются по удельному весу и коэффициентам преломления.
2. Ангидрит и гипс
Оба эти минерала по физическим и химическим свойствам стоят особ
няком среди безводных и водных сульфатов, но тесно связаны друг с другом
Описательная часть
432
по условиям нахождения и образования. Поэтому мы опишем их вместе.
Легко получающийся искусственным путем так называемый полугидрат
кальция (
бассанит
) в природных условиях также установлен, однако явля
ется редким минералом.
АНГИДРИТ
— Ca[SO
4
]. Название минерала («безводный») указы
вает на отсутствие в нем воды, в отличие от гипса.
Химический состав.
CaO — 41,2 %, SO
3
— 58,8 %. В виде примеси до
вольно часто содержит стронций.
Сингония
ромбическая; ромбодипирамидальный в. с. 3
L
2
3
PC
. Пр. гр.
Стст
(
D
17
2
h
).
a
0
= 6,94;
b
0
= 6,97;
с
0
= 6,20.
Кристаллическая структура
ан
гидрита изображена на рис. 236 и 237, а модель структуры — на рис. 238.
Рис. 236.
Кристаллическая структура
ангидрита
Рис. 237.
Положение в кристаллической
структуре ангидрита ионов серы и кальция.
Залитые кружочки ионов кальция соответ
ствуют ионам кальция, видным на рис. 238
Рис. 238.
Модель кристаллической
структуры ангидрита в ориентиров
ке, показанной на рис. 237
(ср. положение катионов кальция)
Ионы S
6+
располагаются в центрах тет
раэдрических групп О
2–
, а каждый ион
Са
2+
находится в восьмерном окружении
ионов кислорода. Характерно, что раз
меры
а
и
b
в элементарной ячейке почти
одинаковы. Однако структура не может
считаться псевдотетрагональной по оси
с,
так как расположение ионов на плоско
сти (010) — слева на рис. 237 — и на плос
кости (100) — ближе к наблюдателю —
неодинаково. Грань (010) центрирована,
в то время как на грани (100) ионы Са
2+
и [SO
4
]
2–
не образуют горизонтальных
рядов.
Облик кристаллов
толстотаблит
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
433
чатый или призматический (рис. 239). Хорошо обра
зованные кристаллы редки.
Агрегаты.
Обычно на
блюдаются в сплошных зернистых массах, иногда в
шестоватых агрегатах.
Цвет
ангидрита белый, часто с
голубым, фиоле
товым, сероватым, иногда красноватым оттенком.
Встречаются бесцветные прозрачные кристаллы.
Блеск
стеклянный, на плоскостях спайности (010) —
перламутровый отлив. Особенно он проявляется при
нагревании образцов.
Ng
= 1,614,
Nm
= 1,576 и
Np
= 1,571.
Твердость
3–3,5.
Спайность
по (010) совершенная, по {100} и {001} сред
няя. По этим трем взаимно перпендикулярным направлениям из кристаллов
довольно легко получаются кубические выколки.
Уд. вес
2,8–3,0 (для про
зрачных разностей 2,96).
Прочие свойства.
В присутствии воды при атмо
сферном давлении постепенно переходит в гипс, сильно увеличиваясь в объе
ме (до 30 %). С увеличением внешнего давления этот переход затрудняется.
Диагностические признаки.
От других сульфатов рассматриваемой
группы ангидрит отличается наименьшим удельным весом и направлени
ями плоскостей спайности, а также оптическими свойствами (особенно по
двупреломлению). От мраморизованных масс карбонатов (кальцита, до
ломита магнезита) отличается тем, что не выделяет CO
2
при действии кис
лот. От гипса отличается по твердости (не царапается ногтем).
П. п. тр. плавится в белую эмаль, окрашивая пламя в красноватожел
тый цвет. С содой не плавится и не впитывается углем (отличие от бари
та), однако разлагается и дает серную печень, чернящую серебряную пла
стинку. В порошкообразном состоянии растворим в H
2
SO
4
. При этом, в
отличие от безводных сульфатов Ba, Sr и Pb, раствор от умеренного при
бавления воды не мутится. В HCl растворим слабо.
Происхождение и месторождения.
Огромные массы ангидрита встре
чаются в осадочных толщах горных пород. Как продукт химических осад
ков (в лагунных и отмирающих морских бассейнах) ангидрит почти по
стоянно сопровождается гипсом. В гипс он сравнительно легко переходит
при выходе ангидритовых пластов на поверхность. Установлено, что этот
переход, по данным многочисленных буровых скважин и горных вырабо
ток, имеет место до глубины 100–150 м
от поверхности (ниже следуют
ангидритовые массы). Очевидно, на значительных глубинах давление
вышележащих горных пород настолько велико, что не может происхо
дить увеличение объема горной массы, сопровождающее превращение
ангидрита в водный сульфат — гипс.
Очень часто ангидрит встречается в соляных месторождениях как
в виде отдельных кристаллов, так и в виде пластов и пропластков, иногда
необычайно тонких (толщиной в бумажный лист), переслаивающихся
с галитом, сильвином, карналлитом и др.
Рис. 239.
Кристалл
ангидрита
Описательная часть
434
Сравнительно редко он наблюдается в некоторых жильных
гидротер
мальных
и изредка в контактовометасоматических месторождениях.
Следует также указать на находки ангидрита в пустотах среди лав в рай
онах вулканической деятельности.
Весьма вероятно, что мощные ангидритовые толщи, устанавливаемые
в гипсоносных районах, произошли путем обезвоживания под большим
давлением вышележащих пород первоначально отложившихся в соленос
ных бассейнах толщ гипса. Однако в более глубинных метаморфических
породах ангидрит, как и другие сульфаты, отсутствует вообще.
Постмагматический ангидрит, с цеолитами, пренитом, апофиллитом
и гипсом, встречается в гидротермально минерализованных полостях габ
бродолеритов
Талнаха
(Норильская группа месторождений, Красноярс
кий край). Крупные залежи ангидрита на глубине распространены в гип
соносных толщах пермского возраста вдоль всего Западного Приуралья,
в Архангельской, Вологодской, Самарской, Нижегородской областях и
других местах.
Практическое значение.
Ангидрит, так же как и гипс, используется
главным образом в производстве вяжущих веществ (цементов). Плотные
тонкокристаллические разности, кроме того, употребляются для всевоз
можных поделок.
ГИПС
— Ca[SO
4
]
.
2H
2
O. «Гипс» — старое греческое название минерала.
Химический состав.
CaO — 32,5 %, SO
3
— 46,6 %, Н
2
О — 20,9 %. Обыч
но чист. В виде механических примесей устанавливаются: глинистое ве
щество, органические вещества (пахучий гипс), включения песчинок,
иногда сульфидов и др.
Сингония
моноклинная; призматический в. с.
L
2
PC.
Пр. гр.
А
2/
п
(
C
6
2
h
).
а
0
= 10,47;
b
0
= 15,12;
с
0
= 6,28;
β =
98°58
′
.
Кристаллическая структура.
Со
гласно данным рентгенометрии, отчетливо выступает слоистая структу
ра этого минерала. Два листа анионных групп [SO
4
]
2–
, тесно связанные с
ионами Са
2+
(рис. 240), слагают двойные слои, ориентированные вдоль
Рис. 240.
Проекция кристаллической структуры гипса на плоскость,
перпендикулярную оси
с.
Пунктирные линии — направления спайности
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
435
плоскости (010). На рисунке эти слои располагаются перпендикулярно
плоскости чертежа и следуют в вертикальном направлении (погранич
ные линии показаны пунктиром). Молекулы Н
2
О занимают места между
указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершен
ная спайность, столь характерная для гипса. Каждый ион кальция окру
жен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO
4
, и
двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Са с од
ним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода
в соседнем слое (см. рис. 240).
Облик кристаллов.
Кристал
лы, благодаря преимущественно
му развитию граней {010}, имеют
таблитчатый (рис. 241), редко
столбчатый или призматический
облик. Из призм наиболее часто
встречаются {110} и {111}, иног
да {120} и др. Грани {110} и {010}
часто обладают вертикальной
штриховкой. Двойники сраста
ния часты и бывают трех типов:
1) галльские по (100), 2) париж
ские по (101) и 3) по (209). От
личить их друг от друга не всегда
легко. Два первые типа напоми
нают ласточкин хвост (рис. 242).
Галльские двойники (рис. 243)
характеризуются тем, что ребра
призмы
m
{110} располагаются
параллельно двойниковой плос
кости, а ребра призмы
l
{111} об
разуют входящий угол, в то вре
мя как в парижских двойниках ребра призмы
l
{111} параллельны
двойниковому шву (рис. 244).
Агрегаты
. В пустотах встречается в виде
друз кристаллов. Обычны плотные тонкокристаллические агрегаты.
В трещинах иногда наблюдаются асбестовидные параллельноволокнис
тые массы гипса с шелковистым отливом и расположением волокон пер
пендикулярно к стенкам трещин. На Урале такой гипс называют селени
том. В тех случаях, когда гипс кристаллизуется в рыхлых песчаных массах,
он в своей среде содержит множество захваченных песчинок, отчетливо
заметных на плоскостях спайности крупных кристаллических индиви
дов (так называемый репетекский гипс).
Цвет
гипса белый. Отдельные кристаллы часто водянопрозрачны
и бесцветны. Бывает окрашен также в серый, медовожелтый, красный,
Рис. 241.
Плас
тинчатый крис
талл гипса:
b
{010},
l
{111},
т
{110}
Рис. 242.
«Ласточкин
хвост» — прозрачный
двойник гипса
Рис. 243.
Гальский
двойник срастания
по (100):
m
{010},
l
{111},
b
{010}
Рис. 244.
Парижский
двойник срастания по
(101):
l
{111},
b
{010},
e
{103}