Betekhtin

глубинных вод, выходящих из под толщ вечной мерзлоты в виде не за мерзающих зимой ключей. На происхождении ледников и глетчерных льдов останавливаться не будем.

Месторождения льда общеизвестны. Из ледяных пещер, встречающих ся в районах с холодной длинной зимой и коротким летом, отметим извест ную у нас Кунгурскую пещеру (Пермская область), привлекающую много численных туристов красотой множества сверкающих на сводах кристаллов. Из ледовых пещер зарубежных стран наиболее замечательна пещера Доб' шины (Словакия), в которой свыше 7000 м2 покрыто льдом. Общий объем льда составляет 120 000 м3. Ледяные стены достигают 15 м высоты.

Практическое значение. Лед применяется в холодильном деле и для различных целей в быту и технике, в травматологии. В суровых холод ных районах, где зимой нет возможности достать воду для питья, послед няя получается из мощного речного и озерного льда.

2. Группа куприта

Из окислов металлов типа А2О в природных условиях известен лишь один куприт — закись меди (Сu2О). Искусственно в структуре куприта кристаллизуется также Ag2O, не установленная в природе.

КУПРИТ — Сu2О. Название происходит от лат. cuprum — медь. Си ноним: красная медная руда. Так называемые кирпичная медная руда (с примесью гидроокислов железа) и смоляная медная руда (с примесью кремнезема и гидроокислов железа) являются по существу минеральны ми смесями.

Химический состав. Си — 88,8 %. Очень часто устанавливается в ка честве механической примеси самородная медь, а в скрытокристалличе ских разностях — Fe2O3, SO2 и Н2О.

представлена как объемноцентрированная кубическая решетка с атома ми кислорода в узлах, в которую вдвинута со смещением на одну четверть вдоль телесной диагонали гранецентрированная решетка того же разме ра, но с медью в узлах. Координация меди равна двум, а кислорода — че тырем. Облик кристаллов октаэдрический (рис. 144), реже кубический или додекаэдрический; в исключительных случаях (месторождение Кор' нуолл, Англия) присутствуют грани пентагонтриокта

Цвет куприта красный до свинцово серого (в тонкозернистых или скрытокристаллических агрегатах). Черта коричнево красная или буро вато красная (при растирании вторым бисквитом желтеет). Блеск крис таллов в изломе алмазный или полуметаллический. В тонких осколках куприт полупрозрачен. N = 2,85.

Твердость 3,5–4. Хрупкий. Спайность по {111} ясная. Уд. вес 5,85–6,15. Диагностические признаки. Характерными свойствами являются:

алмазный блеск, красная черта и особенно парагенезис с самородной ме дью, иногда другими вторичными минералами меди — малахитом, азури том и др. От киновари, прустита и пираргирита отличается по черте (у киновари — ярко красная, у прустита и пираргирита — красная, зеле неющая при растирании, а у куприта — коричнево красная), но главным образом по поведению п. п. тр.

П. п. тр. на угле чернеет, затем спокойно плавится и в восстановитель ном пламени дает королек меди. При нагревании в щипчиках окрашива ет пламя в слабый зеленый цвет, а после смачивания HCl — в красивый голубой. В HNO3 легко растворяется, раствор зеленеет, а от прибавления избытка аммиака становится синим.

Происхождение и месторождения. Куприт образуется почти исклю чительно при экзогенных процессах окисления халькозиновых, реже бор нитовых руд, распространенных в медных месторождениях в зоне вто ричного сульфидного обогащения (ниже уровня грунтовых вод). Массовое развитие его может иметь место главным образом в том случае, когда в силу тех или иных причин (в частности, при понижении базиса эрозии) происходит понижение уровня грунтовых вод и возникшая до этого зона, богатая халькозином, попадает в сферу окисления. Процесс окисления халькозина при растворении в воде образующейся серной кис лоты протекает, очевидно, по следующей реакции:

Cu2S + 2О2 + Н2О → Cu2O + H2SO4.

Легко видеть, что в случае недостатка кислорода по этой реакции вме сто Сu2О или наряду с ним будет возникать металлическая медь, которая действительно очень часто наблюдается в образцах куприта (узнается по занозистости в изломе купритовых масс).

Вместе с самородной медью изредка встречается в некоторых осадоч ных породах, содержащих растительные остатки. В этих случаях он, по всей вероятности, является продуктом восстановления органическими веще ствами сульфата закиси меди при некотором доступе кислорода по схеме:

Cu2SO4 + С + О → Сu2О + СО2 + SO2.

В тех случаях, когда концентрация углекислоты в растворах стано вится значительной, куприт оказывается неустойчивым. В природе широ

ко распространены псевдоморфозы карбоната меди — малахита — по куп риту. В более редких случаях он замещается другим карбонатом меди — азуритом.

В больших количествах и в хорошо образованных кристаллах встре чался в Гумешевском, Меднорудянском и Турьинских рудниках на Урале, а также в ряде месторождений Алтая и в других местах в ассоциации с ма лахитом, азуритом, гидроокислами железа и пр. Из зарубежных пользо валось известностью месторождение Шесси близ Лиона (Франция), где встречались кристаллы до 2–3 см в поперечнике, и многие другие.

Практическое значение. Является одной из самых лучших медных руд. В далекие времена купритовые руды вместе с самородной медью, оче видно, представляли собой важнейшие объекты эксплуатации. В настоя щее время в значительных массах встречается сравнительно редко.

3. Семейство цинкита

К этому семейству принадлежат сравнительно редкие в природе про стые окислы типа АХ, т. е. двухвалентных металлов (Mg, Ni, Fe, Mn, Cd, Ca, Be, Zn). К этому семейству условно отнесем и оксиды двухвалентных Cu и Pb. Мы здесь кратко рассмотрим лишь цинкит, а также тенорит.

ЦИНКИТ — ZnO. Химический состав. Zn — 80,3 %, О — 19,7 %. Синj гония гексагональная; дигексагонально пирамидальный в. с. Пр. гр. P63mc(С 46v). Кристаллическая структура типа вюртцита. Наблюдался в виде вкрапленных зерен и сплошных масс.

Цвет оранжево желтый до темно красного из за примеси марганца (чистый синтетический ZnO бесцветен). Черта оранжево желтая. Блеск

алмазный. Оптически положительный. Ng = 2,029 и Nm = 2,013.

–

Твердость 4. Спайность по {1010} средняя. Уд. вес 5,66.

П. п. тр. не плавится. В кислотах растворяется. Прочие свойства. Об ладает детекторными свойствами.

Месторождения. В России отмечен в Дукатском месторождении (Магаданская область). В значительных скоплениях встречается в из вестном контактово метасоматическом месторождении Франклин в Нью Джерси (США) в ассоциации с виллемитом — Zn2SiO4 и франкли нитом — (Zn,Mn)Fe2O4 в кальцитовых массах. Кристаллы очень редки и наблюдаются только в более поздних кальцитовых жилах. Указывался также в свинцово цинковом месторождении Олькуш (Польша), близ Са' равеццы в Тоскане (Италия) и в других местах.

ТЕНОРИТ — СuО. Химический состав. Сu — 79,9 %, О — 20,1 %. Си ноним: мелаконит (массивная разность).

Сингония моноклинная. Призматический в. с. L2PC. Пр. гр. С2/с. Редкий. Наблюдается обычно в виде тонкочешуйчатых или землистых агрегатов.

Цвет черный или серовато черный. Черта серовато черная. Блеск полуметаллический. В полированных шлифах сильно анизотропен.

Твердость 3,5. Хрупкий. Уд. вес 5,8–6,4.

П. п. тр. не плавится. В кислотах легко растворяется. Месторождения. Встречается в зонах окисления медносульфидных

месторождений в ассоциации с купритом, лимонитом, хризоколлой, ма лахитом, гидроокислами марганца и другими гипергенными минерала ми. На Урале был описан в районе Турьинских медных рудников (Север ный Урал), в Меднорудянском месторождении (у г. Нижний Тагил). Обнаружен среди продуктов осаждения из эксгаляций вулкана Большой Толбачик (Камчатка) в виде щеток пластинчатых кристаллов.

В больших количествах наблюдался в медных месторождениях в рай оне Верхнего озера в штате Мичиган (США), в месторождениях пустыни Атакама (Чили) и др. В тонких чешуйках на лаве встречается на Везувии и Этне в ассоциации с хлоридами щелочей и меди.

4. Семейство корунда–ильменита

Кроме составляющих группу корунда полуторных простых окислов типа А2Х3 (Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, V2O3) сюда по данным рентгенометрии следует отнести также принадлежащие к группе ильменита сложные (двойные) окислы типа ABX3 (где A = Mg, Fe2+, Mn2+, Zn и B = Ti), кристаллизующиеся в структуре, производной от типа корунда.

Характерно, что Fe2O3 с FeTiO3 при высоких температурах образуют непрерывный ряд твердых растворов, распадающихся при ох лаждении.

Все минералы группы корунда кристалли зуются в тригональной сингонии и имеют од нотипные кристаллические структуры — тип Аl2О3 (рис. 145). Лишь Fe2O3 в природных ус ловиях встречается в двух модификациях: α Fe2O3 — тригональной сингонии и γ Fe2О3 — кубической. Симметрия двойных окислов типа FeTiO3 более низкая по сравнению с про стыми окислами типа Fe2O3, так как катионы их неэквивалентны. Образуются они в усло виях относительно высоких температур.

устойчивая при очень высоких температурах; превращение α Аl2О3 в β Аl2О3 происходит при температурах 1500–1800 °С; эта модификация об разуется при очень медленном охлаждении расплава Аl2О3; 3) γ'Al2O3 — кубическая, с кристаллической структурой типа шпинели (так же как и в случае маггемита); получается искусственно при прокаливании гидрата окиси алюминия (бемита) до температур ниже 950 °С; при более высо ких температурах неустойчива — переходит в α Аl2О3.

Химический состав. Аl 53,2 %. Кристаллические разности исключи тельно чисты по составу. Ничтожные примеси Сr обусловливают крас ную, Fe3+ — коричневую (в смеси с Mn) и розовую, Ti4+ — синюю, смесь Fe2+ и Fe3+ — черную окраску.

лическая структура Аl2О3 изображена на рис. 145 в виде групп Аl2О3 по углам двух ромбоэдров, слагающих элементар

чередуются два заселенных с одним незаселенным, причем пары заселен ных октаэдров по вертикали образуют винтовые тройные оси.

Облик кристаллов. Обычно наблюдаются довольно хорошо образо ванные бочонковидные, столбчатые, пирамидальные и пластинчатые кри

{0001} (рис. 147). Часто грани призм и дипирамид, а также грани пинако ида бывают покрыты косой штриховкой. В других случаях наблюдается штриховка в горизонтальном направлении вследствие двойникования по

Рис. 147. Кристаллы корунда

пинакоиду. Корунд обычно бывает вкраплен в породу, но известны мес торождения, где он слагает сплошные зернистые массы (наждак).

Цвет корунда обычно синевато , розовато или желтовато серый (для мутных полупрозрачных разностей). Встречаются прозрачные кристал лы различной окраски. Разновидности прозрачных драгоценных корун дов: лейкосапфир — бесцветный, сапфир — синий, рубин — красный, «во сточный топаз» — желтый, «восточный аметист» — фиолетовый, «восточный изумруд» — зеленый, «звездчатый корунд», обладающий ас теризмом при рассматривании на свет (в плоскости базопинакоида на блюдается перебегающая при поворотах опалесценция в форме шести лучевой звезды, обусловленная ориентированными микроскопическими включениями). Блеск стеклянный. Nm = 1,767 и Np = 1,759.

Твердость 9. Спайность практически отсутствует, однако часто наблю дается отдельность по пинакоиду, а также по основному ромбоэдру (вслед ствие полисинтетического двойникования), в последнем случае выколки по отдельности очень близки к прямоугольным параллелепипедам. Уд. вес 3,95–4,10. Температура плавления искусственного корунда 2040 °С.

Диагностические признаки. Легко узнается по форме кристаллов, штри ховке на гранях, часто характерной синевато серой окраске и высокой твер дости. От похожего на него кианита (Al2SiO5,) отличается по отсутствию со вершенной спайности и по высокой твердости. Рубин от красной шпинели отличим по форме кристаллов, а в неправильных зернах — только под мик роскопом. П. п. тр. не плавится. В кислотах не растворяется.

Происхождение и месторождения. Иногда встречается в богатых глино земом и бедных кремнеземом глубинных магматических породах — корундо вых сиенитах и анортозитах в ассоциации с полевыми штатами, изредка в дру гих породах (андезитах, базальтах и др.). Известны также корундсодержащие сиенитовые пегматиты, имеющие промышленное значение.

Контактово'метасоматические месторождения корунда образуются в превращенных в кальцифиры известняках по соседству с изверженны ми породами. Здесь он часто бывает представлен драгоценными разно видностями (рубином, сапфиром и др.). В ряде случаев (вторичные квар циты) месторождения его возникают в связи с резким воздействием

кислых флюидов на глиноземистые осадочные и изверженные породы. Корунд в этих случаях ассоциирует с такими минералами, как андалузит, силлиманит, а также рутил, диаспор и др.

Корундовые породы могут образоваться также в результате региональ' ного метаморфизма за счет богатых глиноземом осадков (бокситов), вне прямой связи с изверженными породами. Породы при этом превращают ся обычно в кристаллические сланцы.

Являясь химически очень устойчивым минералом, он часто устанав ливается в россыпях.

При гидротермальных процессах ранее образовавшийся корунд иногда подвергается гидратации, т. е. превращению в диаспор (НАlО2). В поверх ностных условиях это явление не наблюдается за редкими сомнительны ми исключениями.

В России ряд месторождений корунда известен на восточном склоне Урала — в Кыштымском районе, в верховьях р. Борзовки, в виде корунд содержащих плагиоклазовых жил среди ультраосновных пород, вдоль восточного берега оз. Иртяш, где среди метаморфических пород, в част ности мраморов, располагаются линзообразной и неправильной формы тела наждака, содержащего хлоритоид и сульфиды. В Ильменских горах (Южный Урал) крупные кристаллы синевато серого корунда находятся

всиенитовых пегматитах в полевых шпатах с мусковитом и самарски том. В пределах хромитового месторождения Рай'Из (Полярный Урал) богатый хромом густо красный корунд в виде столбчатых кристаллов до дециметра в длину известен в флогопит плагиоклазовых метасоматитах, образовавшихся при воздействии на ультраосновные породы кислых флюидов. В метасоматически измененных глиноземистых гнейсах и ас социированных с ними амфиболитах ассоциированные с кислым плаги оклазом, биотитом, альмандином и амфиболом метакристаллы розового корунда встречаются в Северной Карелии (Хитостров, Варацкое озеро и др.). Синий корунд с герцинитом, содалитом и биотитом обнаружен в фенитизированных ксенолитах вмещающих пород среди нефелиновых сиенитов в ряде пунктов Хибинского щелочного массива (Кольский по луостров). Образовавшиеся при метаморфизме бокситов агрегаты крас ного корунда с кианитом находятся в Чайнытском месторождении (Юж ная Якутия). Из проявлений россыпного корунда отметим зерна сапфира

валлювии р. Кедровка в Приморском крае.

Интересное месторождение высококачественного корундового сырья (наждака) Семиз'Бугу находится в Баян Аульском районе Казахстана (в 320 км к юго западу от Павлодара). Гнездообразные рудные тела сло жены здесь почти сплошным зернистым корундом темно синего или се рого цвета. От вмещающих их кварцитов они отделены зонами андалузи товой породы. С корундом парагенетически связаны мусковит, местами гематит, рутил, диаспор и другие минералы. Из иностранных большей

–

ников по ромбоэдру {1011}, плоскости пинакоида, так же как и у корунда,

бывают покрыты треугольной штриховкой (рис. 148), а плоскости ром

–

боэдра {1011} — параллельной диагональной штриховкой. Простые двой ники наблюдаются редко, преимущественно по ромбоэдру и также по призме. Известны оригинальные скопления слегка искривленных плас тинчатых кристаллов, сросшихся по плоскостям, близким к положению пинакоида (так называемые «железные розы»). Агрегаты. Часто встре чается в сплошных плотных скрытокристаллических массах, листоватых или чешуйчатых агрегатах. Крупные почкообразные формы с радиаль новолокнистым строением носят название «красной стеклянной головы» (см. рис. 46). В очень многих случаях тонкораспыленная безводная окись железа в отдельных минералах и горных породах окрашивает их в интен сивный красный цвет. Таковы, например, сургучно красные яшмы (крем нистые породы), красные мраморы, красные глинистые сланцы.

Цвет кристаллических разностей гематита железно черный до сталь но серого. В тончайших пластинках он просвечивает густо красным цве том. Землистые, распыленные разности обладают ярко красным цветом. Черта вишнево красная. Блеск металлический до полуметаллического. Иногда наблюдается синеватая побежалость. Полупрозрачен только в очень тонких пластинках. Nm = 3,01 и Np = 2,78 (для Li света).

Твердость 5,5–6. Хрупок, благодаря чему часто проявляет ложную по

ниженную твердость агрегатов, сложенных из пластинок. Спайность отсут

–

ствует. Характерна грубая отдельность по ромбоэдру {1011}. Уд. вес 5,0–5,2. Диагностические признаки. Довольно легко отличается от похожих на него минералов (ильменита, магнетита, гётита и др.) по вишнево крас ной черте, высокой твердости, пластинчатым или чешуйчатым агрегатам

ипо отсутствию магнитности.

П.п. тр. не плавится. Характерно, что в восстановительном пламени при высокой температуре он становится магнитным (превращается в маг нетит). Очень медленно растворим в HCl.

Происхождение и месторождения. Гематит образуется в окислитель ных условиях в самых различных генетических типах месторождений и горных пород, Температуры образования могут колебаться в широких пределах, но при высоких температурах он неустойчив.

1. Как составная часть в очень незначительных количествах он иногда присутствует в изверженных породах, преимущественно кислых (в грани тах, сиенитах, андезитах и др.). Сравнительно редко встречается также в пег' матитах как минерал, образовавшийся в гидротермальный этап процесса.

2. В некоторых гидротермальных месторождениях он встречается в зна чительных массах в ассоциации с кварцем, баритом, иногда магнетитом, сидеритом, хлоритом и другими минералами. Явления позднейшего вос становления его до магнетита наблюдаются довольно часто. Однако в дру гих местах устанавливается обратный процесс: превращение магнетита

в гематит (процесс мартитизации). Очевидно, эти явления связаны с изме нением окислительно восстановительного потенциала уже после отложе ния этих минералов из гидротермальных растворов.

3.Как продукт вулканических эксгаляций обычно в небольших коли чествах встречается в виде кристаллов и налетов на стенках кратеров вул канов и в трещинах лав. В 1817 г. на Везувии в одной из трещин в течение 10 дней таким путем отложилась масса гематита мощностью около 1 м. По всей вероятности, он является результатом разложения возгонов хло ристых соединений железа.

4.В коре выветривания в условиях сухого жаркого климата гематит

игидрогематит возникают в результате дегидратации первоначально об разующихся гидроокислов железа. Этот необратимый переход легко до казывается искусственным путем при постепенном обезвоживании гёти та. Нередко эти минералы ассоциируют с гидроокислами алюминия — диаспором и бёмитом (в железистых ярко красных бокситах).

Известны гематито гидрогематитовые образования сферолитовой формы с гладкой блестящей поверхностью почек («красная стеклянная голова»), обладающие концентрически скорлуповатым строением и за нозистым изломом. Отдельные концентрические зоны состоят из ради ально волокнистых масс то гематита, то гидрогематита, иногда гётита. Условия образования их недостаточно изучены.

Наконец, следует указать, что в странах с жарким климатом в верхних зонах магнетитовых месторождений нередко широко проявляется мар титизация, т. е. окисление магнетитовых масс с превращением их в гема титовые массы по реакции:

4Fe3O4 + O2 = 6Fe2O3.

5. При процессах регионального метаморфизма в условиях повышен ной температуры и повышенного давления гематит нередко в весьма боль ших массах возникает в осадочных месторождениях бурых железняков путем их дегидратации. Таковы, в частности, оолитовые красные желез няки, сланцы с железной слюдкой и железистые кварциты, состоящие из прослойков кварцита, перемежающихся с прослойками тонкочешуйча того плотного гематита. Подобные кварциты содержат иногда огромные по размерам тела гематито магнетитовых сплошных руд.

Гематит как высший окисел железа является химически стойким ми нералом в зоне окисления. Иногда наблюдаются лишь явления физиче ского выветривания (дезагрегации) гематитовых масс с образованием «железной сметаны». Превращение кристаллических разностей его в гид роокислы устанавливается исключительно редко, и притом в совершен но особых условиях и в очень незначительном масштабе.

В России крупнейшие месторождения высококачественных гематито магнетитовых руд, например Михайловское и Яковлевское, находятся в пре