Дисульфиды это минералы, неорганические вещества в состав которых обязательно входит сера S, самым простым примером можно считать пирит.
А также органические вещества которые имеют общую формулу R — S — S — R1 (где R и R1 — углеводородные радикалы, но они не относятся к минералам.
Что такое 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 пирита — 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 1).
Диагностика, как определить. 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 СНГ пирит добывается главным образом на Урале —Краспоуральский район: Калата, Карэбаш, Дегтярка, Блява, в Закавказье и в других местах.
Важной медной рудой является так называемый «медистый» 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.
Мировое значение имеют пиритовые месторождения Рио-Тинто в Испании, представляющие шток в 160 км длиной и до 21 км шириной.
Применение. Основной материал для получения серной кислоты; медистые пириты — руда на медь; золотосодержащие— на золото; кобальтовые — на кобальт.
Кобальтин (кобальтовый блеск).
Химический состав кобальтина CoAs.
Тв. 5—6. Уд. в. 6—6,5. Сингония кубичская. Кристаллы имеют вид октаэдров, кубов и пентагондодекаэдров (рис. 2). Цвет белый или стально-серый с розовым опенком. Блеск металлический. Встречается также в виде неправильных зерен и сплошных масс.
Диагностика, как определить. Характерна большая твердость и розоватый оттенок кристаллов. Нередко сопровождается продуктами изменения в виде минерала эритринa Co3(AsО4) · 8Н2О, окрашенного в интенсивно розовый цвет.
Кобальтин образуется в высокотемпературных гидротермальных жилах, а также в контактах.
В СНГ встречается в Дашкесанском месторождении (Азербайджан) вместе смагнетитом. 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 марказита — FeS2. Полиморфная разность двухсернистого железа. Сингония ромбическая.
Диагностика, как определить. 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 арсенопирит.
Арсенопирит (мышьяковый колчедан)
Химический состав арсенопирита — 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.
Диагностика, как определить. Для мышьякового колчедана характерны серебряно белый цвет, желтоватая побежалость и высокая твердость (черта на ноже). При ударе молотком ощущается характерный чесночный запах.
Арсенопирит (рис. 3) выпадает в пневматолитовых жилах с вольфрамитом, молибденитом, флюоритом и бериллом, л также выделяется из горячих водных растворов и характеризует наиболее глубинные кварцевые жилы.
В СНГ известен на Северном Кавказе и в Грузии, на Урале, в Средней Азии и во многих местах Сибири.
Применение. Мышьяковый колчедан применяется для извлечения мышьяка и изготовления мышьяковых препаратов
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.
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.
Безводные сульфаты
Барит (тяжелый шпат)
Химический состав барита — 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. 4). Спайность совершенная.
Диагностика, как определить. Барит обладает высоким по сравнению с другими нерудными минералами удельным весом, небольшой твердостью, совершенной спайностью и нерастворимостью в кислотах.
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 СНГ важнейшие месторождения барита находятся в Западной Грузии (в районе Кутаиси).
Кроме того, барит известен на Южном Урале, на Алтае, в Средней Азии и Казахстане.
Применение. В химической промышленности — для получения препаратов бария; в красочной и полиграфической промышленности. Применяется также как утяжелитель растворов при бурении.
Англезит
Химический состав англезита — 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, как определить. 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.
Применение. Богатая свинцовая руда.
Ангидрит
Химический состав ангидрита — CaSО4. Тв. 3—3,5. Уд. в. 2,9—3. Сингония ромбическая.
Образует зернистые массы синеватого, фиолетового и розоватого цвета.
Диагностика, как определить. 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 СНГ встречается на Урале (близ Кунгура), в Поволжье (Куйбышевской обл.) и в Донбассе (Артемовск).
Применение. Применяется для получения ангидритового цемента, а также в камнерезной промышленности для изготовления статуэток, чернильниц и т. п.
Водные сульфаты
Гипс
Химический состав гипса — 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).
Диагностика, как определить. Для гипса характерны: формы кристаллов — в особенности «розы» гипса и двойники в форме ласточкина хвоста (рис. 5) — 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».
Применение. 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 мирабилита — Na2SO4 · 10Н2О. Тв. 1,5—2. Уд. в. 1,4—1,5. Сингония моноклинная, Бесцветные со стеклянным блеском кристаллы, горькосоленые на вкус.
Диагностика, как определить. 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 алунита: — KAl3(OH)6(SO4)2. Тв. 3,5-4. Уд. в. 2,6—2,8.
Белые, серые, красноватые массы.
Диагностика, как определить. 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 СНГ 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.
Статья на тему дисульфиды