Betekhtin

Химический состав. Ni — 35,4 %, As — 45,3 %, S — 19,3 %. Содержание Ni обычно колеблется в пределах 26–40 %, As — 37–56 % и S — 6–19 %. Из примесей нередко присутствуют Co, Fe, Sb и др.

Сингония кубическая; пентагон тритетраэдрический в. с. 3L24L3. Пр. гр. P213(Т 4). a0 = 5,719. Кристаллическая структура похожа на структуру пирита. Облик кристаллов октаэдрический или кубический. Наиболее часто наблюдающиеся формы: {100}, {111}, {110}, {210}, {311}. Двойники редки по (111). Чаще встречается в зернистых агрегатах.

Цвет герсдорфита серебряно белый до стально серого. Черта серова то черная. Блеск металлический.

Твердость 5,5. Хрупок. Спайность иногда устанавливается по {111}. Уд. вес 5,6—6,2. Хороший проводник электричества.

Диагностические признаки. Макроскопически его трудно отличить от целого ряда мышьяковистых минералов: скуттерудита (CoAs2 3), ни кельскуттерудита (NiAs2 3), ульманита (Ni[SbS]), арсенопирита (Fe[AsS]) и др. Приходится прибегать к микроскопическим исследованиям и к хи мическим реакциям на Ni, As и S, а в случае наличия изоморфных приме сей Fe, Co, Sb — и к количественным определениям содержаний хотя бы главнейших элементов.

П. п. тр. на угле плавится в шарик, дающий реакцию на Ni. В HNO3 разлагается с выделением S и As2O3. Раствор имеет зеленый цвет, указы вающий на присутствие Ni.

Происхождение и месторождения. Герсдорфит принадлежит к чис лу минералов, встречающихся преимущественно в гидротермальных ме сторождениях. Парагенетически с ним связаны арсениды и сульфиды никеля: никелин, миллерит, скуттерудит, раммельсбергит, ульманит и др. Из других минералов в ассоциации с ним могут встречаться различные сульфиды, а также карбонаты (кальцит, анкерит, доломит) и кварц.

В зоне окисления, так же как и для других арсенидов никеля, за счет герсдорфита образуется ярко зеленый аннабергит (Ni3[AsO4]2 . 8H2O).

На территории России герсдорфит был констатирован в очень немно гих месторождениях, и притом в крайне незначительных количествах. Имеются указания на находки его в Березовском золоторудном месторож дении на Урале и в виде мелких зерен в крупнокристаллическом доломи те, затем в Берикульском серебро золоторудном месторождении (Кеме ровская обл., Западная Сибирь) в ассоциации с раммельсбергитом, никелином и др. В Астафьевском (Ю. Урал) месторождении кварца из вестен в виде кристаллических включений в кварце. В зарубежных стра нах в наиболее значительных количествах был установлен в ряде место рождений Гарца (Германия), Рудных гор (Саксония) и в других пунктах.

Практическое значение этого минерала сравнительно невелико, по скольку он обычно встречается лишь как спутник в сульфидно мышья ковистых рудах никеля и кобальта.

Рис. 127. Двойник и тройник арсенопирита

псевдодипирамидальные кристаллы, образованные равномерным развити ем призм первого и второго рода. Наиболее часто наблюдаются следующие формы: {101}, {230}, {210}, {140} и др. Характерна штриховатость граней вдоль оси с. Кристаллы широко развиты в друзовых пустотах, но очень часто встре чаются также и метакристаллы, развившиеся метасоматическим путем в бо ковых породах месторождений. Наблюдаются двойники, имеющие нередко крестообразный облик, а также — звездчатые тройники (рис. 127). Агрегаj ты. В сплошных массах образует зернистые и шестоватые агрегаты.

Цвет арсенопирита оловянно белый (для граней кристаллов) до сталь но серого (в изломе). Часто побежалость желтого цвета. Черта серовато черная, иногда с буроватым оттенком. Блеск металлический.

Твердость 5,5. Хрупок. Спайность довольно ясная по {101}, а также по {001}. Уд. вес 5,9–6,2. Прочие свойства. Электричество проводит. Тем пература разложения лежит в пределах 430–675 °С, причем устанавли вается, что связь между Fe и As более слабая, чем между Fe и S.

Диагностические признаки. Характерными являются оловянно бе лый цвет граней кристаллов, относительно высокая твердость и содер жание в качестве главных составных частей железа, мышьяка и серы. При ударе молотком издает чесночный запах. Очень характерны также фор мы кристаллов. От лёллингита (Fe[As2]) отличается меньшим удельным весом. От мышьяковистых соединений никеля и кобальта (смальтина, хлоантита и др.) в зернистых массах с достоверностью можно отличить лишь с помощью качественных химических испытаний и при исследова нии под микроскопом в полированных шлифах с применением микрохи мических реакций.

П. п. тр. в восстановительном пламени плавится, издавая чесночный запах; дает магнитный королек томпаково бурого цвета в изломе. В за крытой трубке образуется обильный красный возгон сернистого мышья ка, а затем кольцо металлического мышьяка черного цвета. В HNO3 раз лагается с выделением S и As2O3.

Происхождение и месторождения. Арсенопирит принадлежит к числу минералов гидротермального происхождения и является одним из наибо лее распространенных носителей мышьяка в эндогенных месторождениях.

Втипичных гидротермальных, жильных и метасоматически образо вавшихся месторождениях он выделяется преимущественно в более вы сокотемпературные стадии минералообразования. Нередки самостоятель ные его месторождения, в которых он является главным рудным минералом. В качестве спутника участвует в составе самых различных месторождений: олова, вольфрама, висмута, меди, свинца, цинка и др. Из нерудных минералов в ассоциации с ним чаще всего наблюдаются кварц, турмалин, полевые шпаты, слюды, карбонаты, иногда берилл, топаз и др.

Впроцессе окисления в зоне выветривания арсенопирит сравнитель

но быстро разлагается. При этом образуется скородит (Fe3+[AsO4] . 2Н2О), обычно в виде бледноокрашенных в желтоватые и грязно зеленые тона рыхлых и землистых масс (в смеси с гидроокислами железа он приобре тает коричневый или бурый цвет).

На территории России известны десятки месторождений, в которых арсенопирит является главным рудообразующим минералом и имеет про мышленное значение. Отметим некоторые из них. На Ю. Урале он в су щественных количествах встречается в золоторудных жильных место рождениях: Кочкарском (Челябинская область) и Джетыгаринском (Северо Западный Казахстан). Арсенопирит этих месторождений содер жит золото. В Восточной Сибири в значительных количествах встреча ется в весьма интересном в минералогическом отношении золоторудном Дарасунском месторождении. Здесь золотоносный арсенопирит в ассо циации с кварцем, пиритом, сфалеритом, халькопиритом, бурнонитом и другими минералами встречается в виде замечательных друз кристаллов, часто шестоватого облика. Другое месторождение — Запокровское — представляет собой сложную, неправильную по форме жилу среди доло митизированного известняка и отчасти скарнов. Прекрасно образованные кристаллы арсенопирита из этого месторождения обладают изометричес ким или уплощенным обликом. Близкие к изометричным хорошо образо ванные кристаллы арсенопирита обнаруживаются в виде друз с пирроти ном, галенитом и сфалеритом в среднетемпературных гидротермальных жилах среди пироксеновых скарнов Дальнегорского месторождения (При морье).

ВСредней Азии известен ряд крупных месторождений как жильных, так и метасоматических, образовавшихся в известняках: Уч'Имчак (в го рах Таласского Алатау, Киргизия) в ассоциации с пирротином, пиритом, висмутином; Такели (к югу от Ташкента, Узбекистан), руды которого име ют сложный минералогический состав, и др. Из других иностранных упо мянем лишь о крупнейшем месторождении Болиден (Швеция), в кото ром арсенопирит богат золотом, не извлекаемым полностью при механическом обогащении.

Практическое значение. Арсенопиритовые руды являются основным сырьем для получения различных соединений мышьяка, используемых частью в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, а также в красоч

ной, кожевенной и других отраслях химической промышленности. Минимальное промышленное содержание мышьяка в этих рудах прини мается 5–6 %. При комплексном использовании полиметаллических руд мышьяк из минералов, его содержащих, может получаться попутно, осо бенно в отходящих газах при плавках руд.

11. Группа скуттерудита

Сюда относятся арсениды Ni и Co состава АХ3 или AХ3–2, образующие изоморфные смеси, в которых в значительных количествах присутствует также Fe. Эти минералы кристаллизуются в кубической сингонии.

Рентгенометрические исследования показывают, что эти минералы по своей кристаллической структуре существенно отличаются от минера лов предыдущей группы, несмотря на то что состав их часто может быть

выражен в виде диарсенидов.

время к никельскуттерудиту, обладают совершенно аналогичными кри сталлическими структурами, несмотря на меньшее содержание мышья ка. Лишь размеры их элементарных ячеек оказываются несколько бо/ льшими по сравнению со скуттерудитом.

Неудивительно поэтому, что физические и химические свойства всех этих минералов поразительно одинаковы. Чтобы не повторяться в изло жении, ниже мы дадим общее описание минералов этой группы.

СКУТТЕРУДИТ — Co4[As4]3. Название дано по местности Скутте руд (в Норвегии), где этот минерал был впервые найден. К разновиднос ти, называемой смальтином (шмальтином), относятся экземпляры с де фицитом мышьяка и примесью никеля — (Co, Ni)As3–X, где х = 0–0,5; для них характерна зональность по составу.

НИКЕЛЬСКУТТЕРУДИТ (все еще гораздо более распространенный синоним — хлоантит) — Ni4[As4]3, где х = 0–1,0. «Хлоантес» по гречески — зеленящий, зеленеющий. Очевидно, имелось в виду окрашивание раство ров в кислотах соединениями никеля в зеленый цвет или поводом к на званию послужили зеленые продукты окисления этого минерала (анна бергит), в противоположность арсенидам кобальта, дающим вторичные минералы, окрашенные в розовый цвет (эритрин).

Химический состав непостоянен. Содержание отдельных компонен тов колеблется в широких пределах (табл. 6).

Химическими анализами также устанавливается содержание Сu, Bi, иногда Рb и Ag. По всей вероятности, их присутствие обусловлено меха ническими примесями.

Сингония кубическая; дидодекаэдрический в. с. 3L24L33PC. Пр. гр. Im3(T 5h). Размер ячейки увеличивается с возрастанием содержания Ni, а также Fe. a0 = 8,189 (для скуттерита), 8,24 (для смальтина), 8,28 (для ни кельскуттерудита). Облик кристаллов кубический, кубооктаэдрический или октаэдрический. Для поверхности кристаллов характерны черепит чатые, мозаично блочные скульптуры граней, нередко с образованием искривленных ребер. Встречаются и в виде дендритовидных сростков, а также в сплошных зернистых агрегатах.

Цвет оловянно белый, иногда с серой или радужной побежалостью. Черта серовато черная. Блеск металлический.

Твердость 5,5–6. Хрупкие. Спайность по {100} и {111} заметная. Из лом часто раковистый. Уд. вес 6,4–6,8. Проводят электричество.

Диагностические признаки. Определение этих минералов по внеш ним признакам сопряжено с большими трудностями, особенно когда они находятся в тесном срастании с другими, похожими на них арсенидами никеля, кобальта и железа. По внешнему виду в сплошных массах они похожи на арсенопирит, лёллингит, герсдорфит, ульманит, саффлорит и раммельсбергит. Уверенного определения можно достигнуть лишь при

изучении их в полированных шлифах под микроскопом, с помощью хи мических анализов, а также рентгенометрических исследований.

П. п. тр. плавятся в магнитный шарик, издавая сильный чесночный запах мышьяка. Разности, богатые кобальтом, разлагаясь в HNO3, при нагревании окрашивают раствор в розовый цвет, а никелевые разности — в желто зеленый цвет.

Происхождение и месторождения. Все эти минералы встречаются

впарагенезисе с другими арсенидами кобальта и никеля исключительно

вгидротермальных месторождениях (типа Шнееберг и др.).

При выветривании за счет скуттерудита и шмальтина образуется эрит рин (Co3[AsO4]2 . 8H2O) в виде примазок розового цвета, а за счет никель скуттерудита и хлоантита — ярко зеленый аннабертит(Ni3[AsO4]2 .

. 8H2O).

Скуттерудит вместе с другими минералами кобальта был встречен

вНижне'Сеймчанском месторождении (Колымский край). В месторож дении Ховуаксы в Туве скуттерудит весьма распросранен, он образует как отдельные кристаллы и вкрапленники в доломитовых жилах, так и участ вует в строении ритмично зональных полиминеральных агрегатов поч ковидно сферолитового строения в тесной ассоциации с раммельсберги том, никелином и др. арсенидами и сульфоарсенидами.

Является обычным минералом в мышьяково кобальтовом месторожде нии Ак'Джилга в Алайском хребте (Южная Киргизия) в ассоциации с глау кодотом, кобальтином, арсенопиритом, пирротином и другими минералами

вкварцевых жилах. Среди месторождений дальнего зарубежья стран следу ет отметить Скуттеруд (Норвегия), где впервые был установлен скуттеру дит в ассоциации с кобальтином и титанитом в оруденелых гнейсах; затем Кобальт в Онтарио (Канада), где, кроме скуттерудита и никельскуттеруди та, встречались также хлоантит и смальтин в ассоциации с другими минера лами кобальта, никеля и серебра; месторождения Рудных гор — Яхимов (Че хия), Шнееберг, Аннаберг (Саксония), Бу'Аззер (Марокко) и др.

Практическое значение. Вместе с другими арсенидами и сульфоар сенидами никеля и кобальта эти минералы встречаются иногда в значи тельных количествах, и в таких случаях представляют несомненный про мышленный интерес.

КЛАСС 2. СУЛЬФОСОЛИ

К этому классу относятся сложные сернистые соединения, по хими ческой конституции похожие на соли. Их называют сульфосолями. По добно оксосолям, в них различают сульфооснования и сульфоангидриды или катионы и комплексные анионы.

Несмотря на большое разнообразие относящихся сюда минералов, в их составе участвует очень небольшое число компонентов.

Роль сульфоангидридов в подавляющем большинстве сульфосолей играют As2S3, Sb2S3 и Bi2S3. Соответственно этому мы имеем и названия соединений: сульфоарсениты, сульфоантимониты и сульфовисмутиты.

Весьма показательно, что в сульфосолях всех этих трех типов в осно вания входят одни и те же металлы, большей частью Cu, Ag и Рb, т. е. наибольшим распространением в природе пользуются сульфосоли меди, серебра и свинца. Исключительно редко встречаются самостоятельные сульфосоли Tl, Hg и Fe, а в виде изоморфных примесей в существенных количествах наблюдаются лишь Zn и Mn.

В очень небольшом количестве устанавливаются также сульфована даты, сульфоарсенаты и сульфоантимонаты меди, т. е. такие сульфосоли, в которых роль сульфоангидридов играют V2S5, As2S5 и Sb2S5 (пятивалент ные ионы).

Все разнообразие сульфосолей обусловливается главным образом тем, что в качественно одинаковых типах соединений устанавливаются раз личные соотношения сульфооснований с сульфоангидридами. Так, на пример, для сульфоантимонитов серебра известны следующие соедине

ния: 12Ag2S . Sb2S3, 9Ag2S . Sb2S3, 5Ag2S . Sb2S3, 3Ag2S . Sb2Ss, Ag2S . Sb2S3 и Ag2S . 6Sb2S3 или, соответственно: Ag24Sb2S15, Ag9SbS6, Ag5SbS4, Ag3SbS3, AgSbS2 и Ag2Sb12S19. Все это совершенно определенные соединения, встре

чающиеся в кристаллах и имеющие разные кристаллические структуры. Основные черты химизм сульфосолей подвержены изменениям

взависимости от атомного веса полуметалла, участвующего в их со ставе. Если сульфоарсениды обычно обладают относительно постоян ным составом, то для сульфоантимонитов, а особенно для сульфовис мутитов характерны непостоянство состава с замещением части серы селеном, свинца — висмутом и наоборот, что ведет к заметной несте хиометричности таких соединений.

Кристаллические структуры сульфосолей, подобно кислородным со лям в сравнении с окислами, должны отличаться от простых сернистых соединений тем, что в сульфосолях в качестве структурных единиц должны участвовать, казалось бы, лишь компактные анионные группы,

например [SbS4]5–, [SbS3]3– и т. д. В наиболее простых кубических и три гональных кристаллических структурах сульфосолей действительно ус тановлены такие анионные группы, не вполне, впрочем, изолированные, а включенные в большинстве случаев в плотнейшую анионную упаков ку, в той или иной степени искаженную или прореженную. Отклонению от обычной для сульфидов правильной координации служит распрост раненная форма сульфоанионов — тупых тригональных пирамид или «зон

тиков» (подобнокомплексныманионам[SO3]2– всульфитах)[AsS3]3–,[SbS3]3– и [BiS3]3–, где As, Sb и Bi трехвалентны. Такие группы имеются, например,

вструктурах прустита (Ag3[AsS3]), пираргирита (Ag3[SbS3]), тетраэдрита (Cu3[SbS3]) и др. Такие зонтичные сульфоанионы обладают явной полярностью,

имея в качестве одной из четырех вершин атом полуметалла. Вопрос о том, почему в описываемых сульфоанионах с неполновалентными полу металлами As3+, Sb3+ и Bi3+ не реализуется плоскотреугольная координа ционная группировка серы, подобно тому, как это осуществляется в кар бонат ионе [CO3]2 , требует для ясного ответа рассмотрения электронной конфигурации полуметаллов.

Ковалентная полярная связь атомов в молекулах сульфидов As3+, Sb3+ и Bi3+ требует максимального взаимного удаления трех отрицательно за ряженных связывающих электронных пар, направленных к атомным ос товам S2 . От связывающих пар отталкивается и не участвующая в хими ческой связи неподеленная электронная пара, принадлежащая каждому из катионов полуметалла, т. к. они не полновалентны (сравните As5+ и As3+, различающиеся как раз на два электрона). Неподеленная пара занимает значительный объем, она и образует недостающую четвертую вершину в координационном тетраэдре, образовавшемся вокруг атома полуметалла при участии трех анионов S2 , дающих только три вершины. Не принимая во внимание неподеленную пару, мы описываем координацию полуме талла как пирамидальную, или «зонтичную».

Размещение неподеленных электронных пар осуществляется неред ко за счет пропуска анионов S2 в плотнейших упаковках, наследуемых сульфосолями от структур родоначальных сульофоснований. Сразу от метим, что неподеленные пары, сцепленные с атомами полуметаллов, способны к образованию между собой слабых вандерваальсовских связей, чем способствуют соединению отдельных молекул в таких сульфидах по луметаллов, как аурипигмент, антимонит и висмутин. Поэтому неподелен ные электронные пары, выталкиваясь из толщи молекул жестко локализо ванными связывающими парами, сами склонны к некоторой конденсации в промежутках между молекулами в структурах аурипигмента, антимони та и висмутина. При отсутствии неподеленных электронных пар (т. е. в слу чае полновалентных ионов элементов V группы Периодической системы) формируются высокосимметричные тетраэдрические анионные группы [VS4]3–, [AsS4]3–, [SbS4]3– , где V, As и Sb пятивалентны.

В отличие от кислородных комплексных анионов, комплексные суль фоанионы характеризуются нередко меньшей компактностью, что связа но, очевидно, с более слабой поляризующей способностью катионов As3+, Sb3+, Bi3+, V5+, As5+ и др. Отдельные координационные группировки полу металлов (особенно Sb и Bi) с серой не всегда остаются в изолированном виде, но могут конденсироваться с образованием сложных построек раз личной формы и строения — полианионов. Так, структуры многих вис мутовых и сурьмяных сульфосолей содержат комплексные анионы в виде протяженных в одном или в двух измерениях фрагментов, как бы выре занных из структур антимонита и висмутина. Катионные части структур также нередко отвечают фрагментам структур простых сульфидов, выс