Betekhtin

Рис. 104. Тетраэдрический кристалл

и двойник халькопирита: p {112}, z {011}, c {001}

от сфалерита халькопирит обладает непрозрачностью, явным металли ческим блеском и отсутствием совершенной спайности.

Облик кристаллов. Кристаллы редки и встречаются только в друзо вых пустотах. Чаще всего они имеют псевдооктаэдрический с комбина циями {112} и {112} или тетраэдрический облик (рис. 104), реже скалено эдрический и др. Грани основного тетраэдра матовые или покрыты штрихами, а отрицательного — гладкие. Двойники часты по (112), реже (102) и другим законам. Агрегаты. Обычно встречается в сплошных мас сах и в виде неправильной формы вкрапленных зерен. Известны также колломорфные образования в почковидных и гроздевидных формах.

Цвет халькопирита латунно желтый, часто с темно желтой или пест рой побежалостью. Черта черная с зеленоватым оттенком, местами ме таллически блестящая. Непрозрачен. Блеск сильный металлический.

Твердость 3–3,5. Довольно хрупок. Спайность несовершенная по {101}. Уд. вес 4,1–4,3.

Диагностические признаки. Довольно легко узнается по характерно му цвету, твердости, резко отличающейся от пирита, который в изломе часто бывает покрыт побежалостью, похожей на цвет халькопирита. Мил лерит в неправильной формы зернах также бывает похож на халькопи рит, но обладает более сильным блеском и богат никелем.

П. п. тр., растрескиваясь, сплавляется в магнитный шарик. С содой на угле дает королек меди. В закрытой трубке обнаруживает возгон серы. В HNО3 постепенно разлагается с выделением серы.

Происхождение и месторождения. В природе халькопирит может образовываться в различных условиях.

Как спутник пирротина он часто встречается в магматогенных месторож дениях медно никелевых сульфидных руд в основных изверженных поро дах в ассоциации с пентландитом, магнетитом, иногда кубанитом и др.

Наиболее широко развит в типичных гидротермальных жильных и ме тасоматических (в том числе и контактово метасоматических) месторож дениях. Он обычно ассоциирует с пиритом, пирротином, сфалеритом, га ленитом, блеклыми рудами и многими другими минералами. Из нерудных

минералов в этих месторождениях встречаются кварц, кальцит, барит, различные по составу силикаты и др.

При экзогенных процессах халькопирит образуется очень редко среди осадочных пород в условиях сероводородного брожения при разложении органических остатков и притоке меденосных растворов. Наблюдались явления замещения им древесины и организмов (наряду с халькозином

имарказитом).

Впроцессе выветривания халькопирит, разрушаясь химически, дает сульфаты меди и железа. Растворимый сульфат меди при взаимодействии

с CO2 или с карбонатами в присутствии кислорода и воды образует мала хит и азурит; с гидрозолями SiO2 — хризоколлу; при взаимодействии с раз личными кислотами, образующимися в зоне выветривания, — разнообраз ные соли: арсенаты, фосфаты, ванадаты, иногда хлориды и др. В условиях очень сухого климата в зоне окисления сохраняются также различные суль фаты меди, легко растворимые в просачивающихся поверхностных водах.

Псевдоморфозы по халькопириту, т. е. замещение его вторичными сульфидами меди — борнитом, халькозином и ковеллином, широко рас пространены в зонах вторичного сульфидного обогащения медных мес торождений.

Халькопирит в качестве спутника в тех или иных количествах встре чается почти во всех гидротермальных месторождениях самых различ ных сульфидных руд. В рудах многих месторождений он является суще ственной составной частью и имеет самостоятельное промышленное значение. На территории России и ближнего зарубежья мы имеем пред ставителей всех генетических типов месторождений, в которых халько пирит является главным минералом меди.

На Урале широко распространены так называемые колчеданные за лежи, приуроченные к толщам большей частью метаморфизованных эф фузивно осадочных пород палеозойского возраста. Главным минералом (до 60–80 %) в рудах этих месторождений является пирит, с которым па рагенетически связан халькопирит. К этому типу относится большая часть уральских месторождений. В некоторых залежах халькопирит тесно ас социирует со сфалеритом. Таковы месторождения Карпушинское, Сибай' ское, Левихинские и др. Аналогичные по составу месторождения извест ны и в Закавказье.

К типу контактово метасоматических месторождений в известняках относится группа Турьинских месторождений на Северном Урале и ряд месторождений Минусинского района на восточном склоне Кузнецкого Алатау (Хакассия). Парагенетически халькопирит здесь обычно связан с пиритом, иногда с пирротином, магнетитом и другими минералами.

Интересный тип месторождений представляют собой крупные по раз мерам Удоканское (Забайкалье) и Джезказганское месторождения (в за падной части Центрального Казахстана). Здесь халькопирит совместно

с борнитом и халькозином образует цемент в тонкозернистых песчани ках. Считали, что эти минералы образовались из гидротермальных ра створов путем замещения известковистого цемента между песчинками кварца, однако результаты исследований последних лет приводят к пред положению о первоначально осадочном их происхождении.

Из иностранных месторождений отметим лишь некоторые: Бингхэм

вштате Юта (США), Чукикамата (Чили), медистые песчаники в Шабе (бывш. Катанга, Демократическая Республика Конго) и к югу от нее —

вСеверной Родезии.

Практическое значение. Халькопиритсодержащие руды являются одним из главных источников меди. Промышленное содержание ее в та ких рудах обычно колеблется в пределах 2–2,5 %.

Получаемая на металлургических заводах медь употребляется как в чистом виде, так и в виде сплавов (латуни, бронзы, томпака и др.). Глав ным потребителем меди является электропромышленность. Значитель ное количество ее расходуется в машиностроении, судостроении, изго товлении аппаратуры для химической промышленности, жилищном строительстве и т. д.

СТАННИН — Cu2FeSnS4. Синоним: оловянный колчедан. Химический состав. Сu — 29,5 %, Fe — 13,1 %, Sn — 27,5 %, S — 29,9 %.

Содержание по анализам: Sn — 22,0–27,7 %, Сu — 22,9–31,5 %, Fe — 4,7– 23,3 %. Кроме того, присутствуют примеси Zn — 0,75–10,1 %, Sb — до 3 %, Cd — до 1,5 %, Pb — до 2 % и Ag — до 1 %.

Сингония тетрагональная; тетрагонально скаленоэдрический в. с. L24L22P. Пр. гр. I42d(D122d). а0 = 5,46; с0 = 10,725. а : с = 1 : 1,966. Редко встреча ющиеся мелкие кристаллы имеют кубический или тетраэдрический облик. По внешнему виду они очень близко напоминают кристаллы халькопирита. Обычно станнин наблюдается в виде неправильных зерен и сплошных масс. Кристаллическая структура аналогична структуре халькопирита (см. рис. 103), но в расположении катионов намечается следующий порядок: в пер вом и пятом слоях по вершинам квадрата ионы Sn, в центре — Fe; в средин ном слое, наоборот, по вершинам ионы Fe, а в центре — Sn; четные слои (второй и четвертый) сложены ионами Cu. По расположению ионов крис таллическое строение станнина, как и халькопирита, следовательно, близ кородственно с кристаллической структурой сфалерита.

Цвет станнина стально серый с характерным оливково зеленоватым оттенком (в свежем изломе). В случае обильных микроскопических вклю чений халькопирита приобретает явно желтоватый оттенок. Черта черная. Непрозрачен. Блеск в свежем изломе металлический, но быстро тускнеет.

Твердость 3–4. Хрупок. Спайность несовершенная по {110} и {001}, наблюдается редко. Уд. вес 4,3–4,5.

Диагностические признаки. Типичным является цвет с характерным оливково зеленоватым оттенком, по которому он сравнительно легко

отличается на глаз от блеклых руд, похожих на него по ряду признаков (твердости, хрупкости и др.).

П. п. тр. на угле плавится, белея с поверхности и образуя около самой пробы белый налет SnO2. Медь, железо и сера устанавливаются в нем химическими реакциями. В HNO3 разлагается, выделяя серу и двуокись олова; раствор его приобретает синий цвет.

Происхождение и месторождения. Является сравнительно малорас пространенным минералом и встречается в гидротермальных оловоруд ных месторождениях.

Ввольфрамо оловянных месторождениях он наблюдается в ассоциа

ции с касситеритом (SnO2), халькопиритом, арсенопиритом, вольфрами том и другими минералами.

Гораздо чаще встречается в сфалерито галенитовых и сфалерито пир ротиновых оловосодержащих рудах. В этих рудах парагенетически с ним очень тесно связаны сфалерит и халькопирит, а иногда пирротин, гале нит и др. В ряде случаев устанавливаются явления замещения его касси теритом (SnO2) и наоборот.

Взоне окисления легко разлагается с образованием в конечном счете лимонита и касситерита. Однако главная масса олова при этом перехо дит, по видимому, в коллоидальный раствор, который впоследствии коа гулирует и дает в результате землистые, губчатые или колломорфные стя жения касситерита.

На территории России станнин в очень незначительных количествах встречен во многих оловянно вольфрамовых месторождениях, например в Букуке (Забайкалье) в ассоциации чаще всего с халькопиритом, в парагене зисе с касситеритом и сфалеритом в зернах размером до 1 см. Заметную роль играет в рудах олово вольфрамового месторождения Тигриное (Приморье), где присутствует в кварцевых жилах с касситеритом, вольфрамитом, арсе нопиритом и сфалеритом. Отмечается его присутствие и в свинцово цинко вых месторождениях, таких как Синанча (ныне Черемшаны) в Приморье.

Из иностранных — встречен в месторождении Циновец (бывш. Цин нвальд в Рудных горах, Чехия), в значительных количествах в Южном Китае, в Цихане (о. Тасмания) и особенно во многих месторождениях Боливии (Ахота, Потози и др.).

Практическое значение. В большинстве случаев станнин встречает ся в незначительных количествах и потому не имеет такого важного про мышленного значения, как касситерит.

БОРНИТ — Cu5FeS4. Синоним: пестрая медная руда. В природных условиях образует ограниченные твердые растворы с халькопиритом, распадающиеся при понижении температуры. Этот процесс распада изу чен экспериментальным путем.

Химический состав непостоянен. Теоретически, согласно химической формуле Cu5FeS4, он должен быть следующим: Сu — 63,3 %, Fe — 11,2 %,

S — 25,5 %. Однако состав борнита колеблется в значительных пределах, так как этот минерал способен содержать в себе в виде твердых растворов халько пирит и халькозин. Из других химических примесей часто наблюдается Ag.

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC. Пр. гр. Fd3m(О7h). a0 = 10,93. Кристаллы встречаются исключительно редко. Обыч но наблюдается в сплошных массах и в виде вкраплений. Кристалличеj ская структура борнита представляет собой усложненную кубическую плотноупакованную структуру с заполнением ѕ тетраэдрических пустот. При понижении температуры проходит ряд полиморфных превращений через ромбоэдрическую к моноклинной модификации, при этом атомы металла упорядочиваются, а анионная упаковка искажается. Соглас но рентгенометрическим данным, в кристаллической структуре бор нита два сорта ионов меди занимают разные положения и химическая формула его, вероятно, имеет следующий вид: 2Сu2S . CuFеS4 = = (Сu4СuFеS4), т. е. четыре иона меди одновалентны, а пятый ион и ион железа двухвалентны.

Цвет борнита в свежем изломе темный медно красный до оранжево го; обычно покрывается яркой пестрой (преимущественно синей) побе жалостью. Черта серовато черная. Непрозрачен. Блеск металлический до полуметаллического.

Твердость 3. Сравнительно хрупок, но несколько более пластичен, чем халькопирит. Спайность практически отсутствует. Уд. вес 4,9–5,0. Проj чие свойства. Обладает электропроводностью.

Диагностические признаки. Легко узнается по цвету и пестрой си ней побежалости, низкой твердости. По ярко синим побежалостям мож но ошибочно принять за ковеллин (при царапании ножом можно убедить ся в истинном цвете минерала).

П. п. тр. сплавляется в магнитный шарик, а с содой на угле дает коро лек меди. В HNO3 разлагается с выделением всплывающей серы.

Происхождение и месторождения. Встречающийся в природе бор нит имеет как эндогенное, так и экзогенное происхождение.

Борнит эндогенного происхождения встречается в некоторых гидротер' мальных месторождениях. В ряде случаев он содержит микроскопические, обычно пластинчатые включения халькопирита, являющиеся продуктом распада твердого раствора. В парагенезисе с ним, кроме халькопирита, встречаются: эндогенный халькозин, галенит, сфалерит, пирит и др.

Экзогенный борнит широко бывает развит в зонах вторичного сульфид' ного обогащения. Как наиболее ранний вторичный сульфид он образует ся метасоматическим путем, главным образом за счет халькопирита, в виде неправильных жилок, каемок или сплошных масс. Наблюдается во мно гих медносульфидных месторождениях, однако в значительных массах встречается редко. По сравнению с другими вторичными сульфидами меди является менее устойчивым, замещаясь более богатыми медью

халькозином и ковеллином. При разложении в зоне окисления по борниту образуются кислородные соединения: малахит, азурит, реже куприт и др.

На территории России эндогенный борнит в ассоциации с эндоген ным халькозином встречался в ряде колчеданных залежей Ю. Урала: им. III Интернационала, Дзержинское месторождение (Карабашская группа) и др.

Широко распространен также в парагенезисе с халькопиритом в Удо' канском месторождении (Забайкалье) и в Джезказганском меднорудном районе (Центральный Казахстан), в так называемых медистых песчани ках (о происхождении см. халькопирит).

Экзогенный борнит в значительных количествах встречается в зонах вторичного сульфидного обогащения почти во всех медносульфидных месторождениях, особенно если выветривание происходит в условиях умеренного климата.

Практическое значение. Так как борнит по сравнению с халькопири том является значительно более богатым медью минералом, то даже вкрап ленные борнитовые руды при наличии крупных запасов могут представ лять несомненный промышленный интерес.

КУБАНИТ — CuFe2S3. Ромбич. с. Химический состав. Сu — 22–24 %, Fe — 40–42 %, S — 34–35 %. Цвет очень похож на цвет пирротина, а иног да и халькопирита — бронзово желтый. Блеск металлический. Твердость 3,5. Спайность отсутствует. Уд. вес 4,03–4,18. Сильно магнитен.

Парагенетически тесно связан с халькопиритом. Часто наблюдается в последнем в виде пластинчатых выделений, устанавливаемых под мик роскопом и представляющих собой продукт распада твердых растворов. Впервые был встречен в золоторудных кварцевых жилах Морро'Вело в Минас Жераис (Бразилия). В России известен в Норильских медно ни келевых сульфидных залежах, а также в магнетит везувиан диопсидовых скарнах Люппико (Сев. Приладожье).

6. Группа ковеллина

Сюда относятся простые по эмпирической химической формуле со единения, но обладающие сложным кристаллическим строением, согласно которому в составе минералов принимают участие два сорта ионов одно го и того же элемента (как среди катионов, так и среди анионов). В связи с этим и химическая формула имеет более сложный вид. Здесь мы рас смотрим лишь один минерал — ковеллин.

КОВЕЛЛИН — CuS, или Cu2·S . Cu··S2. Назван по фамилии итальян ского минералога Ковелли. Синоним: медное индиго.

Химический состав. Сu — 66,5 %, S — 33,5 %. Химическими анализа ми устанавливаются примеси Fe, реже Se, Ag и Pb.

Сингония гексагональная; дигексагонально дипирамидальный в. с. L66L27PC. Пр. гр. P63/mmc(D46h). a0 = 3,80; с0 = 16,32. Кристаллы встре

чаются чрезвычайно редко и имеют вид мелких тонких табличек. Крисj таллическая структура. Ковеллин обладает оригинальной слоистой гек сагональной структурой (рис. 105). Структура, согласно результатам рен тгеноструктурных исследований, оказалась гораздо более сложной, чем это можно было ожидать на основании прежней химической формулы — CuS. Характерно, что устанавливаются два вида ионов серы: единичные ионы S2– и спаренные ионы [S2]2–. Эти комплексные ионы, состоящие из двух плотно примыкающих друг к другу ионов подобно тому, как это имеет место в кристаллической структуре пирита, с тем же расстоянием S—S, равным 2,05 Е (см. ниже рис. 115). Ионы меди тоже двух сортов: Cu1+ и меньших размеров Cu2+. Каждый двухвалентный ион меди окружается тремя единичными ионами S2 в виде равностороннего треугольника. Три ады, соединенные друг с другом через вершины, слагают слои (черные на

Агрегаты. Редко встречющиеся кристаллы имеют вид гексагональных пластинок. Обычно ковеллин наблюдается в виде тонких примазок ярко синего цвета или синевато черных порошковатых или сажистых масс.

Цвет ковеллина индигово синий. Черта серая до черной. Непрозра чен. В тончайших листочках просвечивает зеленым цветом. Блеск метал лический. Твердость 1,5–2. Хрупок. В тонких пластинках несколько ги бок. Спайность совершенная по {0001}. Уд. вес 4,59–4,67.

Диагностические признаки. Легко узнается по ярко синему цвету, низкой твердости и ассоциации с сульфидами меди.

П. п. тр. легко плавится, загораясь голубым пламенем и выделяя SO2.

Вотличие от халькозина в запаянной трубке дает возгон серы. В горячей

HNO3 растворяется с выделением серы.

Происхождение и месторождения. Ковеллин, обычно в очень неболь ших количествах, является одним из характернейших экзогенных мине ралов зоны вторичного сульфидного обогащения в меднорудных место рождениях. Как правило, развивается метасоматическим путем на месте первичных и вторичных сульфидов меди: халькопирита, борнита, халь козина и др. Помимо образования метасоматическим путем, известны случаи самостоятельного его отложения вдоль трещин в виде колломор фных образований или землистых масс.

Ковеллин гидротермального происхождения в парагенезисе с пири том крайне редок и встречается в небольших количествах в Бьютт в Мон тане (США) и в других местах.

Как продукт деятельности фумарол наблюдался в лавах Везувия, где и был впервые описан ковеллин, а также в кальдере Узона (Камчатка).

Самостоятельных месторождений не образует. В ничтожных или не больших количествах встречается буквально во всех месторождениях медносульфидных руд (в зонах вторичного сульфидного обогащения).

Вбольших массах был встречен на о. Кавау (близ Новой Зеландии). Практическое значение. Ковеллино халькозиновые руды принадле

жат к числу богатых медных руд. По сравнению с первичными халькопи ритовыми рудами они при одной и той же степени вкрапленности дают вдвое более высокое содержание меди.

7. Группа аурипигмента

В этой группе рассмотрим сульфид трехвалентного мышьяка — аури пигмент, а также реальгар, имеющий ряд общих свойств с предыдущим минералом.

АУРИПИГМЕНТ — As2S3. Название происходит от лат. aurum — золо то и pigmentum — краска. Предполагалось, что минерал содержит золото.

Химический состав. As — 61 %, S — 39 %. Обычно устанавливаются лишь механические примеси: Sb2S3, FeS2 (марказит), SiO2, глинистое ве щество и др. Лишь Se, Sb, V (до 0,02 %), Ge (до 4·10–б %) могут рассматри ваться как изоморфные примеси.

Сингония моноклинная; ромбо призматический в. с. L2PC. Пр. гр. Р21/п (C52h). a0 = 11,46; b0 = 9,59; с0 = 4,24; β = 90°27′. Рентгенометрические исследования показали, что некоторые образцы аурипигмента содержат значительные количества самородной серы в виде механической приме си. Кристаллическая структура молекулярная слоистая; гофрированные слои, состоящие из As2S3, слабо связаны между собой вандерваальсов

Диагностические признаки. Легко узнается по яркому лимонно жел тому цвету, низкой твердости, весьма совершенной спайности и сильно му алмазному или полуметаллическому блеску в изломе. При изгибании листочков издает характерный скрип. В порошковатых массах по внеш нему виду можно смещать с порошковатой самородной серой, а также некоторыми уранофосфатами и уранованадатами (отэнит, тюямунит и др.), от которых он отличается по поведению п. п. тр., оптическим свой ствам и отсутствию радиоактивности.

П. п. тр. на угле очень легко плавится с кипением и улетучивается, оставляя белый налет As2O3 и издавая резкий чесночный запах мышьяка. В HNO3 и в царской водке растворяется, выделяя всплывающую серу. Легко растворим без остатка в КОН.

Происхождение и месторождения. Встречается в гидротермальных месторождениях в ассоциации с минералами, образующимися при срав нительно низких температурах с реальгаром, антимонитом, марказитом, пиритом, а также с кварцем, кальцитом, гипсом и др. В известном мине ральном источнике Стимбот в Неваде (США) отлагается из горючих вод вместе с реальгаром, опалом, арагонитом и др.

Вочень небольших количествах он наблюдался на стенках кратеров вулканов и в пустотах пористых лав как продукт возгона вместе с само родной серой, хлоридами и другими минералами.

Как экзогенный минерал в виде налетов и землистых образований в нич тожных количествах изредка встречается в месторождениях каменных уг лей и бурых железняков, образуясь, вероятно, под действием на мышьяко вистые растворы сероводорода как продукта разложения организмов.

Всущественных количествах, как мышьяковая руда, аурипигмент встречается вместе с реальгаром. Крупные монокристальные выделения до полуметра в длину были известны из месторождения Мен'Кюле (Вос точная Якутия). Сферолитовые корки и щетки кристаллов аурипигмен та с баритом и реальгаром (см. рис. 107) в полостях поздних доломито вых жил характерны для свинцово цинкового месторождения Эльбрусское (Карачаево Черкесия).

Руды Лухумского месторождения (Горная Рача, Грузия) отличаются замечательной расцветкой штуфов, сложенных кристаллическими масса ми ярко желтого аурипигмента, красного реальгара и молочно белого квар ца и кальцита. В пустотах часто встречаются друзы хорошо образованных кристаллов размерами по длине от 0,5 до 5 см. Наблюдались также круп ные почковидные массы сплошного аурипигмента с радиально лучистым строением в изломе. Совсем другой вид имеют аурипигментовые руды срав нительно молодого по возрасту Джульфинского месторождения (к северу от г. Джульфа, Азербайджан) среди палеогеновых, сложенных в складки мергелей и глинистых пород. Аурипигмент здесь наблюдался в виде скры токристаллических масс с восковым блеском в изломе и зеленовато жел той окраской (от примеси тонкодисперсных дисульфидов железа). При разработке рудного тела наблюдалось обильное выделение газов: СО2, H3As

иH2S. Возле месторождения до сих пор действуют минеральные источни ки, содержащие Са(НСО3)2, Na2SO4, CaHAsO4, Br, Li и др.

Из других иностранных месторождений отметим Алшар (в Македо нии), где встречались крупные кристаллы аурипигмента; месторождения США — Меркур в штате Юта и др.

Практическое значение. В случае наличия крупных по запасам скоп лений представляет собой сырье для получения трехокиси мышьяка, а также используется в красильном деле и других производствах.

РЕАЛЬГАР — As4S4. Химический состав. As — 70,1 %; S — 29,9 %. Дан ные химических анализов почти отвечают теоретическим. Изоморфные примеси других элементов не устанавливаются.