ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2021
Просмотров: 10870
Скачиваний: 9
Описательная часть
456
ВУЛЬФЕНИТ —
Pb[МоО
4
]. Назван в честь австрийского минерало
га Ф. Вюльфена (1728—1805), изучившего свинцовые руды Каринтии.
Химический состав
: PbO — 61,4 %, МоО
3
— 38,6 %. Иногда наблюда
ются примеси CaO, CuO, MgO, WO
3
, изредка CrO
3
и V
2
O
5
.
Сингония
тетрагональная; дипирамидальный в. с.
L
4
PC
. Пр. гр.
I
4
1
/
a
(
C
6
4h
).
a
0
= 5,42;
с
0
= 12,08.
Кристаллическая структура
изображена на рис. 252.
Облик кристаллов.
Часто наблюдается в виде квадратных табличек, реже
в виде комбинаций тупых или острых пирамид (рис. 254). Сплошные кри
сталлические агрегаты встречаются сравнительно редко.
Рис. 254.
Кристаллы вульфенита
Цвет
вульфенита восково или медовожелтый, серый, бурый, иногда
оранжевый и даже красный.
Черта
белая или весьма слабо окрашенная.
Блеск
алмазный, жирный в изломе.
Nm =
2,40
и
Nр
= 2,28.
Твердость
3.
Спайность
по {111} ясная.
Уд. вес
6,3–7,0.
Диагностические признаки.
Для вульфенита обычно характерны медово
желтый цвет, таблитчатый облик кристаллов, алмазный блеск, большой удель
ный вес и парагенезис с другими свинцовыми минералами зоны окисления.
П. п. тр. плавится. С содой на угле дает королек свинца. С фосфорной
солью в окислительном пламени дает желтоватозеленое, а в восстанови
тельном — темнозеленое стекло (реакция на Мо). В HCl растворяется
медленно, покрывается белой пленкой PbCl
2
.
Происхождение и месторождения.
Как трудно растворимая в воде
соль довольно часто встречается в
зонах окисления
свинцовоцинковых
месторождений. Источник молибдена может быть двояким: либо молиб
деновая кислота может приноситься просачивающимися водами из бо
ковых пород, либо образуется в результате окисления и концентрации за
счет молибдена, рассеянного в сульфидах самого месторождения.
Обычно вульфенит наблюдается в виде мелких кристалликов и крис
таллических корок на стенках пустот выщелачивания. Известны также
случаи образования псевдоморфоз вульфенита по другим свинцовым
минералам зоны окисления, в частности по церусситу. В этом случае он
ассоциирует с церусситом, англезитом и галенитом.
Не исключена также возможность его нахождения в низкотемпера
турных гидротермальных месторождениях свинцовоцинковых руд.
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
457
Хорошие кристаллы встречаются в месторождениях
Сиджак
(Кирги
зия),
КызылЭспе
и
Сортуз
(Казахстан). Прекрасные кристаллы извест
ны из
ЛосЛаментос
в Чиуауа (Мексика).
Практическое значение.
В случае наличия существенных количеств это
го минерала вместе с другими окисленными минералами свинца может слу
жить объектом добычи для получения наряду со свинцом также и молибдена.
3. Водные молибдаты и вольфраматы
Здесь мы кратко опишем пока еще недостаточно изученные водные
кислородсодержащие соединения трехвалентного железа с молибденом
и вольфрамом.
ФЕРРИМОЛИБДИТ —
Fe
2
3+
[MoO
4
]
3
.
8Н
2
О.
Сингония
ромбическая.
Наблюдается в волокнистых или чешуйчатых массах серножелтого и кана
реечножелтого цвета.
Ng =
1,935–2,05,
Nm =
1,733–1,79 и
Np =
1,720–1,78.
Твердость
1
–
2.
Спайность
по {001} средняя.
Уд. вес
4,5. Легко пла
вится. Растворяется в кислотах и разлагается NH
4
OH.
Является продуктом изменения молибденита. Встречается в зонах
окисления рудных месторождений, был известен на Алексеевском руд
нике (Минусинский район).
ФЕРРИТУНГСТИТ
— (W,Fe
3+
)(O,OH)
3
.
Сингония
гексагональная.
Наблюдается в микроскопических пластинках и чешуйчатых агрегатах
светложелтого или буроватожелтого цвета. Оптически отрицательный,
Nm =
1,80;
Np =
1,72.
Уд. вес
5,57. Другие физические свойства не изуче
ны. Разлагается в кислотах с выделением WO
3
желтого цвета. Как про
дукт окисления вольфрамита был установлен в руднике
Германия
на ме
сторождении
Дир Грейл
в окр. Вашингтон (США) и в других местах.
КЛАСС 6. ФОСФАТЫ, АРСЕНАТЫ И ВАНАДАТЫ
Общие замечания.
К этому классу относится сравнительно большое
число разнообразных по составу минеральных видов. Общее весовое ко
личество их в земной коре, однако, относительно невелико.
Трехвалентные анионы [РО
4
]
3–
, [AsO
4
]
3–
и [VO
4
]
3–
обладают сравни
тельно крупными размерами, поэтому наиболее устойчивые
безводные
соединения типа
AX
O
4
можно ожидать в сочетании с трехвалентными
крупными катионами. Во введении к описанию кислородных солей ука
зывалось, что такими катионами являются ионы редких земель и Bi. Со
единения с малыми катионами, как общее правило для всех типичных
кислородных солей, гораздо шире представлены водными нормальными
солями (с гидратированными катионами).
Из фосфатов двухвалентных металлов, но с дополнительными аниона
ми (ОН, F, О, отчасти Cl) или в виде кислых соединений, наиболее устойчи
выми являются соединения также с относительно крупными катионами (Са,
Описательная часть
458
Sr и отчасти Pb), а для арсенатов и ванадатов характерны соединения с Pb,
причем добавочным анионом служит Сl, и, наконец, двойные соединения
Pb или Са с Cu, Zn, Mg и отчасти с Mn
··
. Для кальция, кроме того, известны
водные кислые соли.
В связи с этим уместно остановиться на сравнении двухводных солей —
фосфата и арсената Са между собой и с сульфатом Са (гипсом). Эти со
единения кристаллизуются в моноклинной сингонии и имеют много
весьма сходных свойств (табл. 13).
Таблица 13
Сравнение свойств некоторых соединений Са
На этом примере мы еще раз наглядно убеждаемся в том, что катион
Н
1+
, обладающий ничтожными размерами, будучи включен в кристалли
ческую структуру, практически не влияет на ее размеры. Анионы [SO
4
]
2–
и [РО
4
]
3–
, как можно видеть из сопоставления приведенных данных, име
ют совершенно одинаковые размеры, a [AsO
4
]
3–
— несколько больший.
Соответственно анионам, показатели преломления в этих минералах воз
растают от гипса к фармаколиту; однако двупреломление у всех этих ми
нералов почти одинаковое. Удельные веса находятся в полном соответ
ствии с атомными весами катионов в комплексных анионах (S
3+
, Р
5+
и As
5+
).
Что касается фосфатов и арсенатов двухвалентных малых катионов
(Mg, Fe
··
, Ni, Co
··
, Cu
··
, Zn), то для них, как и следовало ожидать, весьма
характерны водные нормальные соли с восемью, четырьмя и тремя моле
кулами Н
2
О.
Одновалентные металлы (Na, Li), как правило, образуют двойные со
единения с Аl
3+
, а также ряд редких сложных водных солей.
Особое положение по составу среди водных солей занимают так на
зываемые «урановые слюдки» и сложные ванадаты.
Исключительный интерес представляют явления гетеровалентного
изоморфизма, нередко устанавливаемые в данном классе соединений, в
частности среди фосфатов. Особенно показательные примеры мы нахо
дим по изоморфному замещению анионных радикалов.
Так, трехвалентный анион [РO
4
]
3–
может быть замещен одинаково
построенными и равновеликими анионами: двухвалентными [SO
4
]
2–
и
четырехвалентным [SiO
4
]
4–
. При этом могут иметь место разные случаи.
Минерал
a
0
b
0
с
0
β
Твер-
дость
Уд.
вес
Гипс — CaSO
4
. 2H
2
O
10,47
15,15
6,28
98°58
'
2
2,31
Брушит — СаНРО
4
. 2Н
2
О
10,47
15,15
6,28
95°15
'
2
2,25
Фармаколит — CaHAsO
4
. 2H
2
O
10,97
15,40
6,29
96°36
'
2–2,5
2,64
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
459
1. Изоморфное замещение в анионной части соединения происходит при
сохранении состава и заряда в катионной части. В этом случае величина об
щего заряда анионов не должна меняться. Это достигается тем, что при заме
не трехвалентного аниона [РO
4
]
3–
четырехвалентным анионом [SiO
4
]
4–
од
новременно в состав минерала входит двухвалентный анион [SO
4
]
2–
. Только
при этом условии общий заряд аниона может быть сохранен.
В этих случаях кристаллическая структура и физические свойства ми
неральных видов, естественно, сохраняются. К этому можно добавить, что и
среди катионов возможна одновременная замена ионов Ca
2+
равновелики
ми ионами Na
1+
, Y и TR (при сохранении состава и заряда в анионной части).
2. Изоморфное замещение в анионной части соединения может сопро
вождаться одновременным замещением в катионной части с переменой ва
лентности. Так, в монаците, имеющем состав СеРО
4
, уже давно было заме
чено, что иногда в существенных количествах присутствует SiO
2
, т. е. анион
[SiO
4
]
4–
, и одновременно с этим к Се
3+
изоморфно примешивается в соот
ветственном количестве катион Th
4+
, иногда U
4+
и Zr
4+
. В последнее время
тонкими химическими анализами И. Д. БорнеманСтарынкевич показала,
что в некоторых монацитах изоморфная примесь Са
2+
сопровождается
вхождением в состав анионной части двухвалентного аниона [SO
4
]
2–
.Та
ким образом, общая химическая формула этих разновидностей монацита
должна быть написана в следующем виде: (Се,Th,Ca)[PO
4
,SiO
4
,SO
4
]; в слу
чае доминировании кальция, при сохранении структурного типа монаци
та, минерал получает видовое название
чералит
.
Надо указать, что при гетеровалентном изоморфизме не обязательно
строгое совпадение количественных соотношений ионов в катионной и
анионной частях разных соединений. Важно, чтобы: 1) суммарные поло
жительные и отрицательные заряды были равны; 2) размеры заменяющих
ионов были одинаковыми или близкими; 3) общее число катионов и ани
онов сохранялось при замещении (за исключением тех случаев, когда в
число катионов входит протон Н
1+
).
На общей характеристике физических свойств весьма разнообразных
минералов данного класса мы останавливаться не будем. Они колеблют
ся в широких пределах. Это более уместно сделать при описании отдель
ных групп минералов.
Что касается условий образования относящихся к этому классу мно
гочисленных минералов, то следует сказать, что подавляющее большин
ство их, особенно водных соединений, связано с экзогенными процесса
ми минералообразования (в зонах окисления рудных месторождений и
осадочных отложениях). К числу эндогенных минералов относятся по
чти исключительно фосфаты, причем большинство образуется в конеч
ных стадиях магматических процессов, главным образом в пегматитах,
иногда гидротермальных жилах. Для апатита (фосфата кальция) извест
ны также магматические месторождения (в нефелиновых сиенитах).
Описательная часть
460
Поскольку среди солей данного класса широко представлены как без
водные, так и водные соединения, то, в отличие от сульфатов, все относя
щиеся сюда минералы делятся на две большие группы:
1) безводные фосфаты, арсенаты и ванадаты;
2) водные фосфаты, арсенаты и ванадаты.
Безводные фосфаты, арсенаты и ванадаты
Безводные соединения данного класса в природе представлены срав
нительно большим числом минералов. Кроме
нормальных
солей ортокис
лот, известны редкие представители
кислых
солей. Гораздо шире распро
странены
основные
соли.
1. Группа монацита
МОНАЦИТЫ
— (Се, La, Nd...)[PO
4
]. «Монайзен» погречески — быть
уединенным. Встречаются обычно в виде единичных кристаллов.
Химический состав.
Содержание окисей редких земель (главным об
разом Ce, La и Nd, в зависимости от доминирования одного из которых
монацит получает суффикс в скобках после названия) достигает 50—68 %;
в виде изоморфной примеси присутствует Y
2
O
3
(до 5 %). Содержание Р
2
O
5
обычно колеблется в пределах 22—31,5 %. Довольно часто в виде изоморф
ных примесей присутствует также ThO
2
(до 5—10 %, в некоторых случа
ях до 28 %), изредка ZrO
2
(до 7 %) и наряду с ними SiO
2
(до 6 %), а иногда
CaO и наряду с ним SO
3
.
Таким образом, с кристаллохимической точки зрения мы здесь имеем
замечательный пример гетеровалентного изоморфизма. Химическая фор
мула таких разновидностей монацита должна, с использованием перемен
ных индексов, иметь следующий вид: (Се
(1xy)
Th
x
Ca
y
)([PO
4
]
(1xy2z)
[SiO
4
]
(x+z)
[SO
4
]
(y+z)
).
В очень незначительных количествах содержится также MgO, MnO,
PbO, Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
и Н
2
О.
Сингония
моноклинная; призматический в. с.
L
2
PC.
Пр. гр.
Р
2
1
/
п
(
C
5
2
h
).
а
0
= 6,79;
b
0
= 7,04;
с
0
= 6,74;
β =
104°24
′
.
Облик кристаллов обычно таблитчатый по {100} (рис.
255), реже призматический, изометрический и пирами
дальный. Из форм распространены: пинакоиды {100},
{010}, {101}, призмы {110}, {011} и др. Часто наблюдает
ся штриховка. Двойники по (100) и по (001). Встреча
ется обычно в мелких кристаллах. Вес отдельных круп
ных экземпляров иногда все же достигал нескольких
килограммов.
Цвет
монацита желтоватобурый, коричневый, красный, изредка зеленый.
Блеск
сильный стеклянный, жирный.
Ng =
1,837,
Nm =
1,787 и
Np =
1,785.
Твердость
5–5,5.
Спайность
иногда совершенная по {001}.
Уд. вес
4,9–5,5.
Прочие свойства.
Часто радиоактивный (присутствие ThO
2
).
Рис. 255.
Таблит
чатый кристалл
монацита