Страницы Список страниц 21 22 23 24 25 · · ·  42                    

2. Дисульфиды

Сульфиды со сдвоенными атомами серы и ее аналогов (дисульфиды) широко представлены в природе в виде соединений железа и кобальта.

Наиболее важными в практическом отношении являются семейство пирита и семейство марказита. К первому относятся пирит и кобальтин, а ко второму марказит и арсенопирит.

Пирит (серный колчедан). Химический состав — FeS2. Часто содержит примеси меди, золота, селена, теллура, никеля и кобальта. Тв. 6—6,5. Уд. в. 4,95—5,2. Сингония кубическая.

Цвет соломенно-желтый. Сильный металлический блеск. Встречается в виде плотных или мелкозернистых масс, иногда крупных размеров, вкрапленников и прекрасно образованных кристаллов в виде кубов и пентагондодекаэдров, с характерной штриховкой на гранях кристаллов (рис. 86 и 87).

Д и а г и о с т и к а. Для пирита характерны кристаллы (кубы, пентагондодскаэдры, изредка октаэдры) с типичной штриховкой на гранях (рис. 86), высокая твердость (пирит дает черту на ноже) и соломенно-желтый цвет, иногда с буроватым налетом окислов железа.

По этим свойствам (в особенности по твердости) пирит легко отличается от сходных с ним халькопирита и пирротина.

Пирит — самый распространенный минерал группы сульфидов и встречается во всех зонах земной коры. Он выделяется в гранитах и других магматических породах, также в сланцах разных типов, в особенности на контакте их с магматическими породами. Нередок он и в осадочных породах. Стяжения серного колчедана часто встречаются в каменном угле, где представляют вредную примесь, так как при сгорании образуют сернистый газ — SO2.

В зоне окисления пирит дает растворы серной кислоты и ее солей (FeSO4) по уравнению

FeS2 + 7O + Н2O = FeSO4 + H2SO4.

Гидролиз и окисление приводят к осаждению водных гидратов железа обычно объединяемых термином лимонит (бурый железняк).

В СССР пирит добывается главным образом на Урале —Краспоуральский район: Калата, Карэбаш, Дегтярка, Блява, в Закавказье и в других местах.

Важной медной рудой является так называемый «м е д и с т ы й» пирит, т. е. пирит, в который вкраплен халькопирит, и, реже, другие медные минералы. Обычно медистый пирит содержит от 1,5 до 3% и больше меди.

Месторождения пиритов известны на восточном склоне Урала в виде линз и чечевиц различной величины и формы среди кристаллических сланцев.

Срастание двух крупных кристаллов пирита

Рис. 87. Срастание двух крупных кристаллов пирита. Березовское месторождение (Урал) по П. И. Кутюхину

Мировое значение имеют пиритовые месторождения Рио-Тинто в Испании, представляющие шток в 160 км длиной и до 21 км шириной.

Употребление. Основной материал для получения серной кислоты; медистые пириты — руда на медь; золотосодержащие— на золото; кобальтовые — на кобальт.

Кобальтин (кобальтовый блеск).

Химический состав CoAs.

Тв. 5—6. Уд. в. 6—6,5. Сингония кубичская. Кристаллы имеют

вид октаэдров, кубов и пентагондодекаэдров (рис. 88). Цвет белый или стально-серый с розовым опенком. Блеск металлический. Встречается также в виде неправильных зерен и сплошных масс.

Диагностика. Характерна большая твердость и розоватый оттенок кристаллов. Нередко сопровождается продуктами изменения в виде минерала э р и т р и н a Co3(AsО4) · 8Н2О, окрашенного в интенсивно розовый цвет.

Кобальтин образуется в высокотемпературных гидротермальных жилах, а также в контактах.

Кристалл кобальтина

Рис. 83. Кристалл кобальтина. Комбинация пентагондодекаэдра и октаэдра

В СССР встречается в Дашкесанском месторождении (Азербайджан) вместе с магнетитом. Известно крупное месторождение кобальтина в Канаде (округ Кобальт).

Практическое применение. Основная руда для получения кобальта, дающего стойкие при высоких температурах и твердые сплавы с железом и другие технически ценные сплавы. Соединения кобальта используются также как синие краски, применяемые для окрашивания стекла и фарфора.

Марказит.

Химический состав — FeS2. Полиморфная разность двухсернистого железа. Сингония ромбическая.

Диагностика. Марказит по цвету и твердости не отличается от пирита. Для марказита характерны формы нахождения в природе — конкреции радиально-лучистого строения;копьевидные и гребенчатые двойники.

Образуется из поверхностных кислых растворов и не дает крупных скоплений; реже встречается в гидротермальных жилах.

Распространен среди глин, сланцев и мергелей. По строению с марказитом сходен арсено-пирит.

Арсенопирит (мышьяковый колчедан).

Химический состав — FeAsS. Тв. 6. Уд. в. 5,9—6,2. Сингония моноклинная — псевдоромбическая.

Иногда содержит примесь золота (Кочкарь, Южный Урал) и тогда добывается как золотая руда.

Цвет серебряно-белый. Блеск металлический. Хрупок. Встречается в виде зернистых и шестоватых агрегатов, а также в кристаллах.

Кристалл арсенопирита

Рис. 89. Кристалл арсенопирита

Диагностика. Для мышьякового колчедана характерны серебряно Пелый цвет, желтоватая побежалость и высокая твердость (черта на ноже). При ударе молотком ощущается характерный чесночный запах.

Арсенопирит (рис. 89) выпадает в пневмато-литовых жилах с вольфрамитом, молибденитом, флюоритом и бериллом, л также выделяется из горячих водных растворов и характеризует наиболее глубинные кварцевые жилы. В СССР известен на Северном Кавказе и в Грузии, на Урале, в Средней Азии и во многих местах Сибири.

Употребление. Мышьяковый колчедан применяется для извлечения мышьяка и изготовления мышьяковых препаратов

V группа. Сульфаты

Соединения, содержащие серу, встречаются в природе также в виде солей серной кислоты (сульфатов). Они нередко образуются в зоне выветривания как продукты окисления сульфидов и реже самородной серы. Растворимые в воде соли (ион SО4«) с поверхностными водами сносятся в озера или моря, где при усиленном испарении воды выделяются растворенные сульфаты (преимущественно кальция или натрия). Такие исключительно труднорастворимые сульфаты, как сернокислый барий, осаждаются из гидротермальных растворов и образуют выполнения некоторых среднетемпературных жил (баритовая формация). Бариты иногда радиоактивны вследствие изоморфной примеси радия, образующего также весьма труднорастворимый сульфат. (Как известно, радий является конечным членом II группы периодической системы Менделеева).

Сульфаты можно подразделить на несколько подгрупп в первую очередь по наличию или отсутствию в них кристаллизационной воды. Безводные сульфаты представлены хорошо охарактеризованным семейством барита. Водные сульфаты образуют ряд семейств, в том числе купоросы и др.

Подгруппа 1. Безводные сульфаты

Барит (тяжелый шпат).

Химический состав — BaSО4. Тв. 2,5—3,5. Уд. в. 4,3—4,6. Сингония ромбическая.

Барит встречается в виде грубозернистых плотных масс серого, белого, голубого, красноватого цвета.

Наблюдается также в хорошо образованных табличатых кристаллах, срастающихся в друзы и нередко содержащих различные включения (рис. 90). Спайность совершенная.

Диагностика. Барит обладает высоким по сравнению с другими нерудными минералами удельным весом, небольшой твердостью, совершенной спайностью и нерастворимостью в кислотах.

Габитус кристаллов барита

Рис. 90. Габитус кристаллов барита

Барит образуется в гидротермальных жилах, иногда вместе с сернистыми минералами, из горячих водных растворов. Встречается, кроме того, и среди осадочных горных пород вместе С кальцитом, целестином и др.

В СССР важнейшие месторождения барита находятся в Западной Грузии (в районе Кутаиси). Кроме того, барит известен на Южном Урале, на Алтае, в Средней Азии и Казахстане.

Употребление. В химической промышленности — для получения препаратов бария; в красочной и полиграфической промышленности. Применяется также как утяжелитель растворов при бурении.

Англезит.

Химический состав — PbSО4. Тв. 3. Уд. в. 6,2—6,3. Сингония ромбическая.

Блеск алмазный, иногда приближающийся к смолистому.

Англезит- образует небольшие рыхлые мелкокристаллические скопления имеете с церусситом, а также прозрачные белые мелкие кристаллы.

Диагностика. Для англезита характерны: ясная, но несовершенная спайность, весьма большой удельный вес, алмазный блеск и парагенезис с галенитом и лимонитом.

Англезит образуется в верхних частях жил и представляет обычный продукт разрушения свинцового блеска. Встречается реже церуссита.

Употребление. Богатая свинцовая руда.

Ангидрит.

Химический состав — CaSО4. Тв. 3—3,5. Уд. в. 2,9—3. Сингония ромбическая.

Образует зернистые массы синеватого, фиолетового и розоватого цвета.

Диагностика. Для ангидрита характерны: окраска и спайность по трем перпендикулярным направлениям. Ангидрит не чертится ногтем (отличие от гипса) и не вскипает с кислотами (отличие от кальцита).

Ангидрит встречается пластами, прожилками и желваками в осадочных породах вместе с гипсом и каменной солью и представляет химический осадок древних морей.

В СССР встречается на Урале (близ Кунгура), в Поволжье (Куйбышевской обл.) и в Донбассе (Артемовск).

Употребление. Применяется для получения ангидритового цемента, а также в камнерезной промышленности для изготовления статуэток, чернильниц и т. п.

Подгруппа 2. Водные сульфаты

Гипс.

Химический состав —CaSО4 · 2Н2О. Тв. 2. Уд. в 2,31—2,32. Сингония моноклинная.

Белые, красноватые, желтоватые, серые тонкозернистые массы. Снежно-белый мелкозернистый гипс называется алебастром. Пластинчатые, прозрачные, полупрозрачные кристаллические выделения; волокнистого строения массы с шелковистым блеском (селенит). Прозрачные и полупрозрачные кристаллы гипса (рис. 91), иногда сероватые от посторонних примесей, нередко образуют друзы и розетковидные сростки.

Благодаря весьма совершенной спайности в одном направлении гипс легко расщепляется на тонкие пластины, не обладающие упругостью (отличие от слюды). 

Двойник гипса

Рис. 92. Двойник гипса „ласточкин хвост»

Диагностика. Для гипса характерны: формы кристаллов — в особенности «розы» гипса и двойники в форме ласточкина хвоста (рис. 92) — и весьма совершенная спайность. Тонкие листочки гипса немного гибки, но не упруги (отличие от слюды). Гипс чертится ногтем, хрупок, кажется шершавым на ощупь в порошке. Легко крошится на зубах.

Гипс — типичный минерал осадочных горных пород. Залегает вместе с глинами, сланцами, мергелями, а также с каменной солью и другими химическими осадками древних морей.

Образуется также в зоне окисления сульфидов (в «железной шляпе»).

Месторождения гипсовых пород см. в разделе «Петрография».

Употребление. Обожженный гипс широко употребляется в строительстве (штукатурка) для скульптурных и лепных работ, а также в медицине для производства слепков. Кроме того, применяется в цементной, бумажной, химической промышленности. Прозрачные разновидности гипса идут для оптических приборов. Алебастр и другие разности массивного гипса, а также селенит — для изготовления мелких художественных изделий. В сельском хозяйстве применяется, как удобрение.

Мирабилит (глауберова соль). Химический состав мираби-лита — Na2SO4 · 10Н2О. Тв. 1,5—2. Уд. в. 1,4—1,5. Сингония моноклинная, Бесцветные со стеклянным блеском кристаллы, горькосоленые на вкус.

Д и а г н о с т и к а. Для мирабилита характерны: мелкозернистые игольчатые кристаллы, рассыпающиеся сплошные массы и горько-соленый холодящий вкус.

О генезисе мирабилита было сказано выше.

Мирового значения месторождения мирабилита расположены по берегам мелководного озера — залива Кара-Богаз-Гол, находящегося в восточной части Каспийского моря, где эта соль при температуре ниже 6°Ц образуется в огромных количествах и выбрасывается прибоем на берег. Месторождение эксплуатируется; обезвоженная соль вывозится на стекольные заводы.

Кроме того, мирабилит используется в химической промышленности для изготовления СОДЫ

Алунит (квасцовый камень). Химический состав — KAl3(OH)6(SO4)2. Тв. 3,5-4. Уд. в. 2,6—2,8.

Белые, серые, красноватые массы.

Диагностика. Алунит в плотных массах сходен с плотным каолином и белым бокситом. При исследовании в шлифе под микроскопом от других минералов отличается по оптическим свойствам.

Алунит обычно образуется, как продукт разрушения эффузивных магматических пород (андезитов и трахитов), а также и глин под влиянием сернокислых растворов или паров.

В СССР алуниты встречаются также среди осадочных пород. Растворы серной кислоты, образующейся при окислении пирита, действуют на каолин, полевые шпаты и слюды в песках и песчаниках, причем в известных случаях образуется алунит. Эти алуниты по внешнему виду похожи на каолин. Алуниты, образовавшиеся в результате переработки порфиритов горячими сернокислыми водами известны в Азербайджане (Загликское месторождение), в Средней Азии и в Казахстане.

В случае крупных залежей алунит может иметь значение как руда на алюминий.

По составу с алунитом близок ярозит KFe33 (ОН)6 (SO4)2

Он образует землистые массы желто-бурого цвета.

23

22 24