Betekhtin

ки обладают большей пластичностью по сравнению с металлами с гекса гональной структурой.

Благородные металлы, характеризующиеся лантаноидным сжатием атомных объемов, более устойчивы в химическом отношении. Вследствие этого золото и минералы платиновой группы широко распространены в россыпях речных долин.

Физические свойства группы полуметаллов (мышьяка, сурьмы и вис мута), характеризующихся существенной долей участия ковалентных связей и как бы частично искаженными до ромбоэдрической симметрии примитивно упакованными кубическими структурами, несколько отли чаются от свойств типичных металлов. Проводимость этих веществ с ро стом температуры повышается, в отличие от металлов. Наименьшие ис кажения в кристаллической структуре от кубического прототипа (искусственного α Po) наблюдаются у висмута, который обладает наи большим в данной группе блеском, наименьшей хрупкостью, наимень шей твердостью и др. Общими для всех трех металлов являются морфо логические особенности кристаллов и направления спайности, что строго согласуется с особенностями их кристаллического строения.

Твердые при нормальных условиях неметаллы по кристаллическим структурам и связанным с ними свойствам совершенно не похожи на ти пичные металлы. На характеристике их подробно остановимся при опи сании минералов.

1. Группа золота

В эту группу входят типичные самородные металлы: медь, серебро, золото и их разновидности по химическому составу.

Из указанных элементов золото в природе наблюдается главным об разом в самородном виде, изредка в виде теллуридов. Серебро нередко встречается также в виде сернистых и галоидных соединений. Медь в са мородном виде распространена значительно реже, чем сернистые, кисло родные и другие ее соединения.

Все эти металлы кристаллизуются в кубической сингонии, образуя однотипные плотноупакованные кристаллические структуры. Золото и серебро, имеющие почти одинаковые размеры элементарных ячеек, об разуют твердые растворы, тогда как медь, обладающая меньшими разме рами ячейки, только при высокой температуре дает с золотом твердые растворы, распадающиеся при охлаждении. Для системы «серебро — медь» наблюдаются крайне узкие пределы растворимости друг в друге.

МЕДЬ — Сu. Химический состав. Обычно бывает химически чистой. В качестве примесей иногда содержатся Fe (до 2,5 %), Ag (нередко в виде включений самородного серебра), изредка Аu в виде твердого раствора до 2–3 % (золотистая медь).

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L4L36L29PC. Пр. гр.

Fm3m(О5h) . a0 = 3,6077. Кристаллическая структура — простейшая

блюдаются неправильные пластинчатые дендриты или реже целые плас тины, образовавшиеся в трещинах пород при экзогенных процессах.

Вверхних частях месторождений (в зонах окисления) находили даже сплошные массы в несколько тонн весом.

Цвет меди медно красный, в свежем изломе — розовый, часто с побе жалостью. Черта розовая, металлически блестящая. Блеск типичный ме таллический.

Твердость 2,5–3. Обладает ковкостью. Излом крючковатый. Спайj ность отсутствует. Уд. вес. 8,5–8,9. Прочие свойства. Прекрасный про водник электричества. Электропроводность 99,95 (для серебра 100).

Диагностические признаки. Легко узнается по цвету, зеленоватым на летам малахита или красным пленкам куприта, ковкости и удельному весу.

П. п. тр. плавится (температура плавления 1080 °С). В разбавленной HNO3 легко растворяется. В НCl растворяется с трудом, образуя хлорид меди. Водный раствор в аммиаке обладает характерным синим цветом.

Происхождение и месторождения. Самородная медь образуется в восстановительных условиях при различных геологических процессах.

Типичные гидротермальные месторождения, имеющие самостоятельное значение, очень редки, они тяготеют к основным породам. Примером могут служить крупные месторождения самородной меди, нередко серебросодержа щей (мохавкит), в районе Верхнего Озера (в штате Мичиган, США), где вкрап ления ее в габбро долеритах ассоциируют с цеолитами, пренитом, датолитом, кальцитом и другими минералами. Крупные самородки аналогичного генези са наблюдались в России в диабазах на берегу бухты Пропащая Губа (остров Новая Земля) и в Тайметском месторождении (Кемеровская обл.).

Ввиде микроскопических выделений медь нередко наблюдается в гид ротермально измененных основных изверженных породах, где она могла образоваться в результате разложения медьсодержащих сульфидов.

Наиболее обычно нахождение меди в нижних частях зон окисления

медносульфидных месторождений в ассоциации с купритом (Сu2О), ма лахитом, иногда халькозином (Cu2S) и другими медными минералами.

Ввиде пластинок и неправильной формы пластинчатых ветвистых обра зований она может быть встречена в трещинах боковых пород по сосед ству с месторождением. В центральном Казахстане обильные находки меди делались на верхних горизонтах Джезказганского месторождения медистых песчаников. В музее Санкт Петербургского горного института

ив музее Московского геолого разведочного института сохранились об разцы плитообразных больших глыб самородной меди, доставленные в свое время из старых рудников в Дегеленских горах (Восточный Казах стан), где отдельные глыбы достигали нескольких тонн весом.

Известны месторождения меди в осадочных породах, преимущественно в песчаниках в виде цемента между песчинками или в виде неправильной формы конкреций, иногда в ассоциации с купритом, малахитом, азуритом

идругими без видимой связи с первичными медными месторождениями. Условия образования этого типа месторождений еще недостаточно изуче ны. Несомненный интерес представляют скопления меди в виде неправиль ной формы конкреций в песчаниках Наукатского месторождения в Ферган ской долине (Таджикистан).

Замечательные кристаллические двойниковые сростки и дендриты из верхних горизонтов известных Турьинских месторождений (Северный Урал) были описаны Г. Розе в 1837 г.

Наконец, необходимо упомянуть о так называемой цементной меди, которая выделяется на железных предметах (скобах, болтах, рельсах

ит. д.) в заброшенных горных выработках, залитых рудничными вода ми, содержащими в растворе сульфаты меди. Свойство металлического железа высаживать из растворов медь используется для целей получе ния этого металла в промышленных масштабах (с помощью железных опилок в специальных бетонированных водоемах, куда периодически вливаются рудничные медьсодержащие воды).

Поведение самородной меди в кислородной обстановке характеризу ется образованием окислов меди на ее поверхности, а в водно воздушной среде — основных карбонатов меди (малахита и азурита) в виде корок.

Псевдоморфозы самородной меди известны по куприту, халькозину, изредка по органическим остаткам (чаще по обломкам древесины).

Практическое значение. Применение меди как металла общеизвест но (в электротехнике, машиностроении, для изготовления различных приборов, посуды и т. д.). Процесс извлечения самородной меди из со держащих ее руд довольно прост (применяются гравитационные методы обогащения). Поэтому промышленное содержание этого металла в рудах значительно ниже по сравнению с сульфидными и окисленными рудами (до 0,5 % для крупных месторождений).

СЕРЕБРО — Ag. Самородное серебро в природе распространено реже, чем медь, и несравненно реже, чем золото.

Химический состав. Кроме химически чистого серебра встречаются раз новидности: кюстелит с изоморфной примесью золота до 10 % и выше, вис мутистое серебро (чиленит), медистое серебро, сурьмянистое серебро и др.

Сингония кубическая, гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC. Пр. гр. Fm3m(О5h). a0 = 4,0772. Обнаружены также два гексагональных политипа:

серебро 2H и серебро 4H. Кристаллическая структура. Атомы располо жены в узлах гранецентрированной кубической решетки, т. е. относится к структурному типу Cu. Облик кристаллов. Правильно образованные кри сталлы очень редки. Встречающиеся формы: {100}, {111}. Двойники по (111). Агрегаты. Встречается иногда в виде типичных «вязаных» перистых денд ритов (рис. 66), тонких неправильных пластин и листочков. Характерны также моховидные, волосовидные и проволочные формы (рис. 67), иног да антолиты. Наиболее распространены зерна неправильной формы и бо

П. п. тр. плавится. Раствор в HNO3 с НСl дает характерный белый тво рожистый осадок AgCl. От H2S чернеет.

Происхождение и месторождения. Образование самородного сереб ра в природе во многом аналогично образованию меди. Оно вместе с дру гими серебросодержащими минералами встречается в гидротермальных жильных месторождениях в ассоциации с аргентитом (Ag2S) и кальци том (месторождение Конгсберг в Норвегии), иногда в ассоциации со слож ными сернистыми, мышьяковистыми, сурьмянистыми соединениями раз ных металлов, в том числе никеля и кобальта. К гидротермальному типу относится крупнейшее в России месторождение серебра Дукат в Мага данской области; в его рудах совместно с акантитом присутствует и само родное серебро. Многочисленные гидротермальные месторождения се ребра находятся в Мексике и в Чили, откуда известны и самородки.

В экзогенных условиях самородное серебро, так же как и самород ная медь, встречается в зонах окисления месторождений сернистых и мышьяково сурьмянистых руд, являясь продуктом их разложения и вос становления из поверхностных растворов различными органическими

соединениями. Образующееся в этих условиях самородное серебро не редко имеет вид дендритов, пластинок, моховидных, проволочных, во лосовидных форм и др. Экспериментально доказано, что тончайшие ни тевидные и дендритовые образования, иногда в виде красивых узоров, образуются на кусочках угля из раствора, особенно в присутствии ра створимых органических соединений.

В поверхностных условиях самородное серебро менее устойчиво, чем золото. Оно часто покрывается пленками и примазками черного цвета. В местностях с жарким сухим климатом с поверхности нередко перехо дит в устойчивые галоидные соединения (AgCl и др.).

Самородки серебра в прежнее время находили в Турьинских рудни' ках на Северном Урале, в ряде свинцово цинковых месторождений Ал тая (Греховское, Змеиногорское), Хакассии (Сорское), Восточной Сибири и в других местах.

Практическое значение. Серебро применяется главным образом

всплавах с медью для выделки серебряных изделий, монет и др. Чистое серебро употребляется для филигранных работ, изготовления тиглей для плавления щелочей, для серебрения, для получения химических соеди нений и других целей. Главная масса серебра (около 80 %) добывается не

всамородном виде, а в качестве побочного продукта из богатых серебром свинцово цинковых, золотых и медных месторождений.

ЗОЛОТО — Au. Золото является одним из металлов, известных чело веку с древнейших времен. Среди минералов рассматриваемой группы оно пользуется наибольшим распространением в природе.

Химический состав. В химически чистом виде золото встречается ис ключительно редко. Так называемое самородное золото в подавляющем большинстве случаев содержит в виде изоморфной примеси серебро (обычно от 4 до 15 % по весу). Встречаются разности и более богатые се ребром (электрум).

Кчислу разновидностей золота относятся следующие: медистое золо то с содержанием Cu до 20 % (по весу); порпецит — палладистое золото с содержанием Pd от 5 до 11 % и Ag до 4 %; висмутистое золото (бисмуто аурит) с содержанием Bi в твердом растворе до 4 %.

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC. Пр. гр. Fm3m(О5h). а0 = 4,0699. Кристаллическая структура. Гранецентрированный куб. Облик кристаллов. Кристаллы встречаются редко, притом преимуще ственно в виде октаэдров {111} (рис. 68), реже ромбододекаэдров {110} и изредка в виде кубов {100}. Плоскости граней обычно бывают тусклы ми, неровными; иногда обладают комбинационной штриховкой парал лельно ребрам (111) : (310) и (111) : (110). Часты сростки и двойники по (111). Агрегаты. Обычно наблюдается в виде неправильной формы зерен, включенных в кварцевую или рудную массу. Размеры их могут быть самые различные, но чаще встречаются микроскопически мелкие зерна, иног да с трудом различимые даже в полированных шлифах при больших увели

месторождениях, генетически связанных с интрузивами кислых извер женных пород. Парагенетически оно чаще всего связано с кварцем и суль фидами (пиритом, арсенопиритом, блеклыми рудами, халькопиритом, реже с галенитом, сфалеритом), иногда с теллуридами золота и серебра и др. Весьма характерно, что так называемое видимое золото, как правило, выделяется в числе самых последних минералов, нередко приурочиваясь к трещинкам в ранее образовавшихся минералах. Кроме видимого, раз личают также «связанное» золото, открываемое в существенных количе ствах химическими анализами в сульфидах, главным образом в пирите и арсенопирите (Fe[AsS]), лишь частично наблюдаемое под микроскопом. Очевидно, часть его находится в рассеянном тонкодисперсном состоянии подобно тому, как в кристаллозолях распределена дисперсная фаза.

Как новообразование самородное золото встречается в зонах окисле ния сульфидных месторождений в ассоциации с лимонитом, азуритом, свинцовыми, висмутовыми, сурьмяными охрами и др. Установлено так же, что серебро, содержащееся в золоте, в условиях поверхностного вы ветривания частично выносится, и вследствие этого золото по перифе рии и вдоль трещинок становится более высокопробным. Точно так же давно было подмечено, что золото, намываемое из россыпей, содержит меньше серебра, чем золото из коренных месторождений.

Россия обладает весьма многочисленными как россыпными, так и коренными месторождениями золота, распространенными на Урале и главным образом в Восточной и Северо Восточной Сибири. Укажем лишь на некоторые из них.

Березовское месторождение (в 12 км к северо востоку от Екатерин бурга). Это месторождение знаменито не только тем, что в нем вообще впервые свыше 200 лет тому назад было открыто самородное золото в нашей стране, но и своими замечательными ассоциациями минералов, коллекции которых украшают витрины многих наших и заграничных музеев. Золото здесь приурочено к сериям небольших кварцевых жил, обычно залегающих среди мощных жил измененного гранит порфира — березита (кварцевые жилы расположены перпендикулярно к стенкам гра нит порфировых жил). Золото преимущественно связано с сульфидами, распространенными в кварцевых жилах, главным образом с пиритом, блеклой рудой, галенитом, халькопиритом, айкинитом и др. В зоне вы ветривания оно сопровождается различными кислородными соединени ями железа, меди, свинца, висмута и др.

Дарасунское месторождение (в 75 км к северо западу от ст. Шилка, Забайкальской ж. д.) представлено кварцевыми жилами, характеризу ющимися большим разнообразием минералогического состава; кроме квар ца, в них наблюдаются турмалин, карбонаты, пирит, арсенопирит, халько пирит, галенит, сфалерит, блеклые руды и ряд других минералов. Золото приурочено к скоплениям сульфидов, главным образом арсенопирита.

Балейское месторождение (в 55 км к юго западу от ст. Приисковая, Забайкальской ж. д.) интересно тем, что золото часто наблюдается в скры токристаллических кварцевых массах в тонкораспыленном виде, вслед ствие чего обогащенные им участки имеют слабый зеленоватый оттенок.

Втаких рудах золото заметно лишь под микроскопом.

ВДмитриевском месторождении (в верховьях р. Кары, притока р. Шилки, в Восточном Забайкалье) золото находится в ассоциации с сульфидами в богатых турмалином кварцевых жилах.

Месторождение Кубака в Магаданской области является одним из крупнейших в России, золото сосредоточено в кварцевых жилах с суль фидами. Значительные запасы золота, большей частью заключенного в виде механической примеси пирите, сосредоточены среди черных слан цев месторождения Сухой Лог (Иркутская область).

Крупные россыпные месторождения распространены во многих рай онах Урала и Сибири. В Миасском районе (Ю. Урал) из россыпи по р. Ташкутаргану, притоку р. Б. Иремель, в 1842 г. был найден самый круп ный у нас самородок золота весом 35 кг. Известны также золотоносные россыпи на Алдане, в Приамурье, Колымском крае и на Чукотке.

Из месторождений зарубежных стран широкой известностью пользу ется крупнейшее месторождение Витватерсранд в Трансваале (Южная Африка), дававшее до недавнего времени около 40 % всей мировой добы чи золота. Золото здесь содержится в метаморфизованных древнейших конгломератах, очевидно, представлявших собой первоначально золото носные россыпи. Горные выработки достигли глубины свыше 2 км.

Уникальными месторождениями являются Мурунтау в Узбекистане, его руды не богаты, но запасы огромны, и Кумторское — в Киргизии. Зод' ское месторождение в Армении характеризуется своеобразным парагене зисом: золото в фестончатых кварцевых жилах ассоциировано с теллури дами. Много золота добывается также в США (в западных штатах и на Аляске) и ряде районов Канады и Австралии (Бендиго). Месторождения преимущественно представлены кварцевыми жилами, в которых золото парагенетически связано чаще всего с сульфидами. Обширные районы золотоносных россыпей известны в Калифорнии, на Аляске (р. Клондайк в бассейне Юкона и др., а также на полуострове Сьюорд) и в Австралии.

Вроссыпях провинции Виктория (Австралия) были найдены самые круп ные самородки в мире: «Приятный незнакомец», весом 59,67 кг (1858 г.) и «Желанный», весом 68,08 кг (1869 г.).

Практическое значение. Как известно, золото является основным валютным и денежным металлом. Расходуется также на проводящие эле менты электроники, украшения, предметы роскоши, физические и хими ческие приборы, в зубоврачебном деле и для других целей.

Минимальное промышленное содержание золота в коренных рудах ко леблется в пределах от 1 до 10 г/т, т. е. от 0,0001 до 0,001 % (в зависимости от масштабов месторождений и экономических условий их освоения).

2. Группа железа–платины

Здесь объединяются самородные металлы VIII группы менделеевской таблицы (за исключением рутения и осмия, о которых речь будет идти ниже): Fe, Co, Ni, Rh, Pd, Ir и Pt. В этой таблице, построенной по длин ным периодам, эти элементы примыкают слева к элементам вышерассмот ренной группы (Сu, Ag и Аu).

Рассматриваемая здесь группа минералов по условиям нахождения

вприроде и кристаллохимическим данным делится на две подгруппы: а) железа и б) платины.

Среди минералов подгруппы самородного железа, встречающихся

вземной коре, по происхождению следует различать: 1) минералы кос мического происхождения, слагающие железные метеориты, и 2) крайне редко встречающиеся теллурические (земные) образования.

Минералы, входящие в подгруппу самородной платины, представле ны довольно большим числом минеральных видов и их разновидностей, представляющих твердые растворы металлов Pt, Fe, Ir, Pd, Rh, иногда Ni, Сu, изредка Аu, Os, Sn (иногда в существенных количествах), а также Pb, Zn, Ag, Co, Мn, Мо (до 0,006 %) и Re (до 0,000 08–0,002 %).

Из всех этих минеральных видов наибольшим распространением в зем ной коре пользуется платина и твердые растворы на ее основе от железис

той платины до изоферроплатины (Pt,Pd)3(Fe,Cu), объединяемые часто под названием «поликсен». То, что обычно называют собирательным терми ном «самородная платина», в большинстве случаев относится к поликсену. Характерной особенностью минералов подгруппы самородной платины является то, что в их составе Ru и Os в виде изоморфных примесей не участ вуют. Несмотря на то что все шесть элементов платиновой группы (рис. 71) обладают многими общими признаками как в физическом, так и химичес ком отношении, поведение их в природных условиях все же не совсем оди наково. Элементы с максимальным атомным весом в триадах — Pd и Pt, занимающие правую часть приведенной таблички, ведут себя резко отлич но от Ru и Os, т. е. от элементов, располагающихся в крайнем левом столб це. До сих пор не удавалось установить, могут ли эти две крайние пары элементов изоморфно замещать друг друга, хотя минералы, их содержа щие, бывают парагенетически тесно связаны, нередко образуя непосред