Сульфиды

Сульфиды – сернистые соединения в основном тяжелых металлов. Типичные соединения с серой образуют: Zn, Pb, Cu, Ag, Sb, Ni, Co, Mo, Hg. В земной коре этих минералов не более 0,15 %, т.е. они составляют только 20% от общего числа минералов. Всего сульфидов насчитывают более 200 видов. Подавляющая масса сульфидов наблюдается в рудных месторождениях гидротермального происхождения. С химической точки зрения они являются в основном произ­водными сероводорода H₂S (сульфиды). В некоторых редких минералах место серы занимают Se и Те (селениды и теллуриды). По аналогии с сульфидами также выделяют арсениды и антимониды. Во всех этих соединениях широко развиты изоморфные замещения одних элементов другими.

Происхождение сульфидов главным образом гидротермаль­ное (высоко-, средне- и низкотемпературное), а также магмати­ческое, скарновое и для некоторых экзогенных (осадочное или в связи с процессами восстановления сульфатов в зоне цемен­тации).

При окислении сульфиды разлагаются и легко переходят в различные вторичные минералы: карбонаты, сульфаты, окислы и силикаты, устойчивые в поверхностных условиях.

Сульфиды за небольшими исключениями имеют металличе­ский блеск, большую плотность и невысокую твердость. Встре­чаются они в виде кристаллов, друз, чаще - в виде сплошных зернистых масс и вкрапленников.

Сульфиды имеют большое практическое значение - это важ­нейшие руды свинца, цинка, меди, серебра, никеля, кобальта, молибдена, мышьяка, висмута, сурьмы, ртути и других метал­лов.

ХАЛЬКОЗИН (медный блеск) Cu₂S (Сu 79,8%). Название происходит от греческого слова «халькос» - медь. Сингония ромбическая. Кристаллы редки, обычно встреча­ется в сплошных массах, плотный. Цвет и черта свинцово-серые. Блеск металлический. Спай­ность несовершенная. Излом раковистый. Твердость 2,5-3. Плотность 5,7.

Происхождение. Экзогенное - образуется в зоне вторичного сульфидного обогащения (в зоне цементации) медных место­рождений в результате реакций растворов сульфатов меди с неокисленными сульфидными рудами. Реже имеет гидротер­мальное происхождение. Ассоциирует с борнитом Cu₅FeS₄ блек­лыми рудами Сu₃(Sb, As)S₃, халькопиритом CuFeS₂ и другими сульфидами. При окислении переходит в малахит Сu₂[СО₃](ОН)₂, куприт Сu₂О, самородную медь и другие минералы.

Диагностические признаки. Небольшая твердость, ковкость и свинцово-серый цвет.

Практическое значение. Халькозин является важной медной рудой.

ГАЛЕНИТ (свинцовый блеск) PbS (Pb 86,6%). Иногда содер­жит Ag.

Сингония кубическая. Из кристаллографических форм наи­более обычен куб, реже развиты грани октаэдра и ромбододе­каэдра. Образует зернистые, сплошные агрегаты, встречается в друзах (рис. 93).

Цвет свинцово-серый. Черта серовато-черная. Блеск метал­лический. Характерна совершенная спайность по кубу. Минерал сравнительно мягкий, твердость 2,5. Плотность 7,5.

Происхождение:

1. Гидротермальное (средне- и низкотемпе­ратурное) - встречается в жилах, метасоматических телах, а также в скарнах. Характерна тесная ассоциация галенита со сфалеритом и сульфидами серебра и меди. Встречается также сов­местно с пиритом, пирротином и другими сильфидами, с ба­ритом, кварцем и кальцитом.

2. Осадочное - образует вкрап­ленность, главным образом в битуминозных карбонатных поро­дах.

Диагностические признаки. Галенит легко узнается по совершенной спай­ности, небольшой твердости, значительной плотности, свинцово-черной черте и легкоплавкости.

Практическое значение. Галенит является важнейшей рудой на свинец.

СФАЛЕРИТ (цинковая обманка) ZnS (Zn 67,1 %). В виде изоморфных примесей содержит железо, кадмий (0,5-1 %), индий (0,1%), галлий (до 0,1%), германий (до 0,3%). На­звание происходит от греческого слова «сфалерос» - обманчи­вый, в связи с трудностью его диагностики по внешнему виду. Сингония кубическая. Кристаллы имеют тетраэдрический облик: агрегаты - сплошные, зернистые, реже скрытокристаллические концентрически-зонального строения. Цвет преимущественно коричневый, бурый до черного и жел­тый до бесцветного. Нередко прозрачен или просвечивает. Черта от светлой у бесцветного и желтого сфалерита до темно-коричневой у разностей черного цвета. Сфалерит обладает совершенной спайностью по ромбододе­каэдру. Блеск алмазный. Твердость 3,5-4. Плотность 3,9-4,1. Высокотемпературная железистая разновид­ность черного цвета называется марматитом. Низкотемпе­ратурные бесцветные или светло-желтые сфалериты обычно без примесей носят название клейофана.

Происхождение:

1. Гидротермальное - с галенитом, халько­пиритом, пиритом и другими минералами, широко распростра­нен в метасоматических залежах и рудных жилах.

2. Экзоген­ное - в осадочных породах, иногда в месторождениях угля.

Диагностические признаки. Сильный алмазный блеск и совер­шенная спайность. Вкрапленные зерна изометричны. Марматит имеет красновато-коричневую черту.

Практическое значение. Сфалерит - важнейшая руда на цинк.

КИНОВАРЬ HgS (Hg 86,2%). Название происходит от араб­ского слова «кинобари» - кровь дракона. Сингония тригональная. Встречается главным образом в виде зернистых вкрапленников, а также сплошных масс, налетов и примазок. Цвет - яркий темно-красный. Черта красная. В тонких об­ломках прозрачна. Блеск алмазный, иногда со слабой свинцово-серой побежалостью. Твердость 2-2,5. Плотность 8.

Происхождение: киноварь характерна для низкотемператур­ного гидротермального процесса; она обычно встречается сов­местно с антимонитом, флюоритом, баритом и халцедоном. На­ходится в карбонатных породах, иногда в песчаниках и сланцах, образуя неправильную вкрапленность и прожилки.

Диагностические признаки. Узнается по красному цвету и черте, высокой плотности, спайности и парагенезису. При нагревании в про­бирке выделяет ртуть.

Практическое значение. Киноварь является единственной рудой на ртуть и ценной природной краской.

ХАЛЬКОПИРИТ (медный колчедан) CuFeS₂ (Си 34,6%; Fe 30,5%; S 34,9%). Название происходит от греческих слов «халькос» - медь и «пир» - огонь. Сингония тетрагональная. Кристаллы тетраэдрического вида, но встречаются редко; обычно в виде вкрапленности, также сплошной, зернистый. Цвет латунно-желтый. Черта черная или зеленовато-черная. Блеск металлический. Твердость 3,5-4. Плотность 4,2. Иногда характерна пестрая побежалость. Разновидность - талнахит (кубическая модификация халькопирита).

Происхождение:

1. Магматическое - в ассоциации с пирро­тином и пентландитом.

2. Скарновое с андрадитом, магнетитом, шеелитом, пирротином.

3. Гидротермальное - с пиритом, пир­ротином, сульфидами Pb, Zn, Си и др.

4. Экзогенное - в оса­дочных породах.

В зоне окисления за счет разрушения халькопирита образу­ются вторичные минералы: самородная медь, халькозин, ковеллин, куприт, малахит, азурит, хризоколла и др.

Диагностические признаки. Узнается по латунно-желтому цвету, зеленова­то-черной черте, пестрой побежалости. От пирита отличается более темным цветом, меньшей твер­достью и отсутствием кубических кристаллов.

Практическое значение. Важнейшая руда на медь.

ПИРИТ (серный колчедан) FeS₂ (Fe 46,0%; S 53,4%). Син­гония кубическая. Кристаллы в виде кубов со взаимно перпен­дикулярной штриховкой на гранях, реже в виде пентагондодекаэдров и октаэдров. Образует друзы, вкрапленники, сплошные зернистые массы. Цвет соломенно-желтый. Черта черная. Блеск металлический. Спайности нет. Излом неровный. Твердость 6-6,5. Плотность около 5. Пирит является самым распространенным минералом из группы сульфидов.

Происхождение. Образуется при различных геологических процессах: магматическом, гидротермальном, осадочным, при метаморфизме и т. д. Промышленные месторождения пирита обычно обязаны гидротермальному процессу.

Диагностические признаки. Пирит хорошо распознается по цвету, габитусу кристаллов и большой твердости. Отличается от халькопирита формой кристаллов, большей твердостью и более светлым цве­том; от марказита - формой кристаллов.

Практическое значение. Пирит является важным сырьем для получения серной кислоты. При переработке могут быть также использо­ваны примеси - Сu, Zn, Аu, Se, а огарки от обжига как желез­ная руда.