Betekhtin

В России рутил в виде крупных кристаллов известен в ряде место рождений: в слюдяных сланцах в Слюдоруднике в Вишневых горах, в пег матитовых жилах Ильменских гор, на Приполярном Урале (г. Неройка, Парнук) в жилах альпийского типа и в других местах. Кроме того, он час то встречается в россыпях, особенно на Среднем Урале, в Тиманском крае и в Центральной России. В ближнем зарубежье отмечается в месторож дении наждака Семиз'Бугу (Центральный Казахстан) с корундом и в виде прекрасно образованных кристаллов в пустотах кварцевых жил Капуд' жука (Зангезурский хребет, Армения).

Из иностранных отметим месторождения Северной Каролины (США), где встречаются замечательные кристаллы рутила различного облика.

Практическое значение. Добываемый из комплексных титан цирко ниевых россыпей, употребляется для выплавки ферротитана, применяе мого в производстве некоторых стойких при ударе сортов стали, в кера мике, в качестве бурой краски, в радиотехнике — как детектор, для изготовления титановых белил и др. О применении металлического ти тана см. ильменит.

БРУКИТ — TiO2. Сингоj ния ромбическая; ромбо ди пирамидальный в. с. 3L23PC. Пр. гр. Pabc (D152h). a0 = 9,16; b0 = 5,44; с0 = 5,14. Кристалj

что в направлении оси а

тельным положением ионов кислорода и титана

в целом мы имеем комбинацию гексагональной и кубической упаковок (то пазовую упаковку): ионы кислорода «75» располагаются не над ионами «25», как следовало бы для плотнейшей гексагональной двуслойной упа ковки, а так, как это имеет место в кубических плотнейших упаковках. Ионы Ti лежат между листами ионов кислорода в шестерном окружении, обра зуя зигзагообразные цепочки октаэдров в каждом слое плотнейшей

серовато или буровато желтой. Блеск алмазный. Ng = 2,741, Nm = 2,586 и Np = 2,583. В некоторых образцах наблюдается очень сильная диспер сия показателей преломления, а в связи с этим меняется положение плос кости оптических осей для разных длин волн.

Твердость 5–6. Спайность по {110} несовершенная. Уд. вес 3,9–4,0 (меньше, чем рутила, но больше, чем анатаза). При прокаливании он уве личивается и становится равным удельному весу рутила (очевидно, про исходит перестройка кристаллической структуры).

Месторождения. Превосходные кристаллы брукита у нас встречают ся в Атлянской золотоносной россыпи близ Миасса и в жилах альпий ского типа в ряде мест Приполярного Урала (гора Неройка).

АНАТАЗ — TiO2. Сингония тетрагональная; дитетрагонально дипи рамидальный в. с. L44L25PC Пр. гр I41/amd(D194h). a0 = 3,73; с0 = 9,37. Крисj таллическая структура характеризуется плотнейшей кубической упаков кой ионов кислорода с вертикальной четверной осью (рис. 163). Координационные числа те же, что для рутила (6 : 3), но геометрические формы координации искаженные. Это обусловливается тем, что октаэд

ры TiO6 сочетаются друг с дру гом таким образом, что имеют

кварце в жилах альпийского типа в Швейцарских Альпах, Бразилии, на Северном и Приполярном Урале. Минерал химически устойчив, встре чается в россыпях — Атлянская россыпь на Южном Урале, около Миасса и в других местах.

КАССИТЕРИТ — SnO2. От греч. касситерос — олово. Синоним: оло вянный камень. Касситерит фактически является единственным промыш ленно важным минералом олова. Химический состав. 78,8 % Sn (по хи мической формуле). Почти постоянно присутствуют примеси. Во многих случаях, особенно в касситеритах из пегматитовых месторождений, об наруживаются Fe2O3, Ta2O5, Nb2O5, TiO2, MnO, FeO, изредка ZrO2 и WO3. Все эти разновалентные металлы, подобно тому как это встречается в не которых разностях рутила, по всей вероятности, присутствуют в виде изоморфных примесей или продуктов распада твердых растворов.

Сингония тетрагональная; дитетрагонально дипирамидальный в. с. L44L25PC. Пр. гр. Р42/тпт(D144n). а0 = 4,72; с0 = 3,17. Искусственно ромби ческие кристаллы SnO2 (с уд. весом 6,70) были получены Добрэ.

Кристаллическая структура идентична структуре рутила. Облик крисj таллов. В виде хорошо образованных и сравнительно часто наблюдаемых кри сталлов касситерит встречается в пустотах. Кристаллы обычно мелкие, но из редкадостигаюткрупныхразмеров—до10см(несколькокилограммоввесом). Чаще всего они имеют дипирамидальный, пирамидально призматический (рис. 165) или столбчатый облик, иногда игольчатый. В пегматитах обычно

Агрегаты. Сплошные зер нистые массы встречаются ред ко. Обычно наблюдается в виде вкраплений кристалликов или неправильной формы зерен. В пустотах высокотемператур ных гидротермальных жил он

Рис. 166. Двойники касситерита иногда обнаруживается в виде друз хорошо образованных

кристаллов. Так называемый «деревянистый касситерит» встречается в виде желваков и концентрически зональных почковидных и гроздевидных форм; иногда обладает тонким параллельно волокнистым строением. Под микроскопом в этих случаях нередко можно наблюдать, что отдельные зоны сложены то скрытокристаллическими микроагрегатами, то явнозернисты ми, столбчатыми, радиально ориентировочными индивидами.

Цвет. Примесями Fe, Mb, Та и Mn касситерит обычно окрашен в тем но бурые оттенки до смоляно черного цвета, причем в тонких шлифах часто наблюдается кристаллически зональное и секториальное строение отдельных кристаллов и зерен, обусловленное чередованием зон с раз личной степенью интенсивности окраски. Совершенно бесцветные раз ности очень редки. На крупных кристаллах зональность от черного и бу рого до почти бесцветного может наблюдаться невооруженным взглядом. Черта у темных разностей обычно слабоокрашенная в буроватые оттен ки. Блеск алмазный, в изломе — смоляной, слегка жирный. Грани крис таллов иногда матовые. Непрозрачные черные разности обладают даже полуметаллическим блеском. Ng = 2,09 и Np = 1,99. Одноосный. Иногда встречающиеся оптически двуосные разности, возможно, обладают кри сталлической структурой, близкой к ромбической, но скорее всего ано мальная двуосность вызвана внутренними напряжениями, возникшими в связи с резкой зональностью.

Твердость 6–7, наиболее мягкие — темноокрашенные разности. Хру пок. Спайность несовершенная, иногда ясная по {110}. Излом часто рако вистый. Уд. вес 6,8–7,0. Прочие свойства. Немагнитен. Черные разности, обогащенные железом, все же обладают электромагнитными свойствами.

Диагностические признаки. По форме кристаллов, двойникам и цвету похож на рутил, а светлоокрашенные разности — также на циркон. Суще ственно отличается от них по удельному весу, твердости (у циркона 7–8) и характерному слегка жирному или смоляному блеску в изломе и сильно му алмазному на гранях. В тонких шлифах мелкие зерна касситерита мож но принять за циркон, двупреломление у которого значительно ниже.

П. п. тр. не плавится, но с тремя объемами соды на угле, при быстром дутье, в резко восстановительном пламени получаются мелкие ковкие корольки олова и белый налет SnO2. Кислоты не действуют. Если поло

жить на касситерит каплю HCl и прикоснуться к нему кусочком цинка (или лучше специально изготовленной цинковой иглой), то через неко торое время под восстанавливающим влиянием бурно выделяющегося водорода на нем образуется металлический налет олова, блестящий пос ле протирки на сукне (очень характерная для касситерита, почти всегда удающаяся реакция «оловянного зеркала»).

Происхождение и месторождения. Месторождения касситерита ге нетически связаны с кислыми изверженными породами, преимуществен но гранитами.

В самих гранитах касситерит устанавливается очень редко, и то глав ным образом в грейзенизированных участках, т. е. превращенных под влия нием пневматолитовых агентов (F, Cl, В и др.) в слюдисто полевошпато кварцевую породу с топазом, флюоритом, цинвальдитом (литиевой слюдой), турмалином и другими минералами. Полагают, что при высо ких температурах олово переносится в виде летучих соединений SnF4 и SnCl4, которые впоследствии гидролизуются с выпадением SnO2. Уста новлено также, что щелочные растворы, содержащие сероводород, в вос становительной среде весьма активны в отношении переноса олова.

Очень неравномерно распространенные скопления касситерит обра зует в пегматитовых жилах, связанных с оловоносными интрузиями. Касситерит, в отличие от гидротермальных месторождений, часто содер жит Nb, Та, Fe и другие металлы. В парагенезисе с ним присутствуют: кварц, слюды, альбит, турмалин, иногда колумбит, берилл, сподумен и т. д. Касситерит встречается также в некоторых контактово'метасома' тических месторождениях в тесной ассоциации с различными сульфида ми, что указывает на отложение его в гидротермальную стадию процесса.

Жильные гидротермальные месторождения касситерита являются гораздо более важными в промышленном отношении. Из них главное значение имеют типы жил: 1) кварцево касситеритовые; 2) сульфидно касситеритовые. В первом типе, кроме преобладающего кварца и касси терита, обычно присутствуют: турмалин, белая слюда, полевые шпаты, вольфрамит, в небольших количествах арсенопирит, пирит, иногда флюо рит, топаз, берилл и другие минералы. Касситерит встречается главным образом вкрапленным в кварцевую массу и в пустотах в виде кристаллов, иногдадостигающихкрупныхразмеров.Вовторомтипеместорождений,име ющих важное значение в ряде районов России, касситерит ассоциирует пре имущественно с сульфидами: в одних случаях главным образом

спирротином и отчасти со сфалеритом, халькопиритом, станнином; в дру гих — преимущественно со сфалеритом и галенитом и, наконец, в третьих —

смалораспространенными различными сульфидами, среди которых вид ную роль играет висмутин (боливийский тип). Из нерудных минералов, кроме кварца, в существенных количествах встречаются черные турма лины, очень часто железистые хлориты и карбонаты.

В зонах окисления оловорудных месторождений касситерит исклю чительно устойчив. Этим объясняется его нахождение в россыпях.

Касситерит экзогенного происхождения, образующийся при разруше нии сульфидов олова, в виде пористых и землистых масс встречается в зонах окисления.

На территории России месторождения касситерита распространены главным образом в Восточной и особенно в Северо Восточной Сибири.

Укажем на некоторые, наиболее типичные примеры месторождений различных формаций.

1.Представителем оловоносных пегматитов является Завитинское месторождение (к юго востоку от оз. Байкал, в районе слияния pp. Инго ды и Онона), где они залегают в краевых частях гранитного массива. Пег матитовые жилы здесь местами сильно изменены пневматолитовыми процессами, обусловившими оруденение. Измененные (грейзенизирован ные) участки их содержат розовый турмалин, лепидолит, гранат, касси терит и зеленый турмалин.

2.К числу контактово метасоматических месторождений из находя щихся в России относятся мелкие месторождения в Питкяранте (Южная Карелия), где касситерит наблюдался с сульфидами меди и железа в кварц карбонат диопсид гранатовых скарнах. К этому типу относятся месторож дения Такфонское и Майхура в Зеравшанском хребте (Средняя Азия, Тад жикистан), где среди скарновых образований с пирротином, арсенопиритом

ихалькопиритом встречаются касситерит, станнин и висмутин.

3.Примером кварцево касситеритовой формации является Ононское месторождение (ст. Онон, Забайкалье), где имеется ряд ветвящихся квар цевых жил, пересекающих осадочные породы. Руды представлены здесь кварцевыми массами, в которых касситерит ассоциирует с белой слюдой, топазом, флюоритом, арсенопиритом, пиритом и другими минералами.

Кэтому же типу относятся многочисленные месторождения Кавалеров' ского рудного района в Приморье, месторождения Иультин на Чукотке

иБутугычаг в верховьях Колымы.

4.К касситерито сульфидным месторождениям относятся Хапчеран' гинское (Восточное Забайкалье) и Восток'2 (Приморье). Касситерит ас социирует в них с различными сульфидами: арсенопиритом, пирротином, сфалеритом, вюртцитом, галенитом, халькопиритом, а также железисты ми хлоритами, карбонатами и кварцем.

5.Гидротермальные месторождения с колломорфным касситеритом, об разовавшиеся в близповерхностных условиях, представлены Джалиндинским

идругими месторождениями в Восточной Сибири. Касситерит обычно ассо циирует с кварцем, нередко гематитом, иногда флюоритом, топазом и др.

Из месторождений зарубежных стран большой известностью пользу ется Малайская оловоносная провинция (Бирма, Западный Таиланд, весь Малайский полуостров и южные острова — Бангка, Биллитон и др.), где

широко распространены крупные касситеритсодержащие россыпи, обра зующиеся при разрушении коренных (главным образом пегматитовых и кварцево касситеритовых) жил. В пегматитах Туркестанского хребта (Тад жикистан) находится с кварцем, альбитом и лепидолитом. Великолеп ные кристаллы и двойники наблюдаются в пустотах кварцевых жил в топаз цинвальдитовых грейзенах (цвиттерах) в Хорни Славков в Рудных горах (Чехия). В Боливии распространены кварцевые жилы с касситери том, вольфрамовыми минералами, различными сульфидами, флюоритом и турмалином, а также сульфидно касситеритовые месторождения.

Практическое значение. Касситеритовые руды представляют собой единственный вид сырья, из которого в промышленных масштабах добы вается олово. Последнее имеет следующие применения: 1) для производ ства белой жести; 2) для легкоплавких, трудноокисляемых сплавов с ме дью (бронзы), цинком, медью и свинцом (латуни), припоя (со свинцом) и др. 3) для лужения медной посуды; 4) для изготовления оловянной фольги (станиоля); 5) в керамике (для красок, эмали) и для других целей.

8. Группа колумбита–танталита

Сюда включаются сложные оксиды с составами, отвечающими фор мулам вида АВ2O6 и (B,A)O2, где А — Fe2+, Mn2+, Mg, иногда Fe3+; B — Nb, Ta, иногда Ti, W и Sn. Здесь будут совместно рассмотрены минералы груп пы колумбита — АВ2O6 и их разупорядоченные аналоги (B, A)O2.

КОЛУМБИТjТАНТАЛИТ. В группе колумбита насчитывается шесть минеральных видов. Ферроколумбит — FeNb2O6 образует непрерывные изоморфные ряды по первой позиции до манганколумбита — MnNb2O6 и по второй позиции до ферротанталита — FeTa2O6, по обеим позициям — до мангантанталита — MnTa2O6; между двумя последними видами суще ствует разрыв смесимости. Известны также чрезвычайно редкие магнотан' талит MgTa2O6 и магноколумбит MgNb2O6. Название ниобиевых видов происходит от старого американского названия элемента ниобия — колум бий; остальных — по составу.

Из разупорядоченных аналогов известны иксиолит — (Ta, Nb, Sn, Fe, Mn, W)O2 и ашанит — (Nb, Ta, Fe, Mn)O2.

Химический состав очень непостоянный. Даже в одном и том же мес торождении содержания Fe и Mn, так же как и содержания Nb и Ta, колеб лются в широких пределах. Любопытно, что танталиты встречаются либо почти чисто марганцовистые, либо чисто железистые (промежуточные раз ности редки). Иногда в незначительных количествах содержат примеси Sn (до 1–2 %, реже до 9 % в танталитах и часто — в иксиолите), W и Ti. Одна ко в отличие от других тантало ниобатов в них отсутствуют примеси та ких крупных катионов, как Na, Ca, U, Th, редкие земли и иттрий.

Сингония ромбическая; ромбо дипирамидальный в. с. 3L33PC. Пр. гр. Pbcn (D142h). a0 = 5,08; b0 = 14,24 (у разупорядоченных b0 = 4,75); с0 = 5,73.

Кристаллическая структура производная от структуры брукита (см. рис. 161). В упорядоченных структурах ионы Nb, Та и Sn занимают октаэдри ческие позиции на местах Ti в двух слоях пустот плотнейшей упаковки кислорода, далее следует слой Mn, Fe, W (также в октаэдрах); период та кой катионной укладки в три слоя приводит, в сочетании с двухслойной упаковкой кислорода, к полному повторению структуры лишь на шестой слой. При разупорядочении катионные слои теряют различия и повторе ние наступает, как и у брукита, через два слоя, что понижает параметр решетки b0 втрое по сравнению с этим параметром упорядоченных фаз. Облик кристаллов пластинчатый по (010), таблитчатый, иногда корот костолбчатый (рис. 167). Наиболее обычные формы: пинакоиды {100}, {010}, {001}, призма {110}, дипирамида {111} и другие. Двойники наблю даются по (201), нередко пластинчато сердцевидные и характеризующи еся перистой штриховкой (рис. 168). Описаны закономерные срастания колумбита с самарскитом.

Цвет черный или буровато черный до светлого оранжево красного (мангантанталит и магнотанталит). Черта бледная желто красная или красновато бурая (у танталитов) до красновато черной и коричневой до серой с оливковым оттенком. Блеск полуметаллический у колумбитов до алмазного у танталитов. Непрозрачны, за исключением просвечива ющих мангантанталита и магнотанталита.

Твердость 6. Хрупкие. Спайность по {100} довольно ясная, излом зер нистый. Уд. вес 5,15–8,20, увеличивается по мере увеличения содержа ния Ta (рис. 169). Прочие свойства. Колумбит является проводником электричества, железосодержащие минералы группы могут проявлять слабую магнитность.

Диагностические признаки. По внешним признакам распознать ко лумбит и танталит очень трудно. Их можно смешать: 1) с ильменитом (отличие по цвету черты, облику кристаллов и отрицательным реакциям на Nb и Ta); 2) с вольфрамитом, обладающим более совершенной спайно стью по {010} и меньшей твердостью; 3) с ортитом, имеющим меньший удельный вес (3,2–4,2) и светлую черту; 4) с самарскитом, эшинитом, эвк

В кислотах нерастворимы. Колумбит после сплавления с КОН и обра ботки разбавленной НСl и H2SO4, при прибавлении металлического Zn, дает устойчивую синюю окраску. Танталит после сплавления с KHSO4 и обработки НСl дает желтый раствор и тяжелый белый осадок, также при обретающий ярко синий цвет при прибавлении Zn; однако при разбавле нии водой синяя окраска исчезает.

Происхождение и месторождения. Обычно встречается в редкоме' тальных пегматитовых жилах в ассоциации с различными минералами, образующимися в более поздние стадии пегматитового процесса: альби том, кварцем, мусковитом, турмалином, бериллом, эльбаитом, цирконом, вольфрамитом, касситеритом, иногда самарскитом, монацитом и другими.

Будучи относительно устойчивыми в зоне окисления минералами, они встречаются в россыпях.

В России ферроколумбит и иксиолит известны на месторождениях Елаш (Восточный Саян) и Вишняковское в Иркутской области, в копях пегматитов Ильменских гор (Ю. Урал). Ферроколумбит отмечается так же в месторождениях Бирая (Патомское нагорье) и Томтор (Анабарское плато), где распространен в корах выветривания карбонатитового масси ва. Мангантанталит и ферроколумбит, совместно с кварцем, альбитом, сподуменом, лепидолитом и эльбаитом отмечается в пегматитах Воронь' их тундр (Кольский полуостров). Манганколумбит обнаружен в редко метально слюдоносном пегматите Пиртима (Сев. Карелия) с кварцем, мусковитом, альбитом и амазонитом и в месторождении Улугтанзек в Туве с везувианом и криолитом. Магноколумбиты выявлены в жильных кар бонатитах Вишневых гор (Ю. Урал) и совместно. Магнотанталит находит ся в редкометалльных пегматитах Липовки (Ср. Урал) с альбитом, квар цем, петалитом, лепидолитом и эльбаитом, также он был зафиксирован в россыпи реки Санарки (Ю. Урал).

Ферротанталит проявлен в Огневке в Калбинском хребте (Вост. Ка захстан). Мангантанталит с кварцем, альбитом, эльбаитом, лепидолитом находится в пегматитовых жилах Мургабского района на Восточном Па мире (Таджикистан) и в пегматитовых полях Нуристана (Сев. Афганис тан). Из других иностранных месторождений также известны: месторож дение около Мосса, Крагерё и Финбо (Норвегия), месторождения около Лиможа (Франция), а также месторождение Ивигтут (Гренландия), где встречены прекрасно образованные кристаллы, и др. Особого упомина ния заслуживают богатые по запасам месторождения плато Джос (Ниге рия, Африка), связанные с развитием мощной коры выветривания по гра нитам с высокими содержаниями акцессорного колумбита.

Практическое значение. В случае значительных скоплений этих минера лов, они могут иметь промышленное значение как источник ниобия и танта ла, используемых в производстве особых сортов сталей и для других целей.

ПИРОЛЮЗИТ — MnО2. От греч. пирос — огонь, люзиос — уничтожа ющий (употребляется встеклоделиидляуничтожения зеленого оттенкастек ла). Синоним: полианит (так называли явнокристаллические разности).

Химический состав. Mn — 63,2 %. В тонкозернистых и скрытокрис таллических массах, обычно в виде механических примесей, присутству

ют: Fe2O3, SiO2, Н2О и т. д.

Сингония тетрагональная; дитетрагонально дипирамидальный в. с. L44L25PC. Пр. гр. Р42/тпт(О144h). а0 = 4,38; с0 = 2,85. Кристаллическая структура аналогична структуре рутила. В кристаллах встречается ред ко (только в пустотах). Они имеют игольчатый или шестоватый облик. Пиролюзит обычно наблюдается в сплошных кристаллических или скрытокристаллических, часто порошковатых, сажистых массах, частью в псевдоморфозах по почковидным агрегатам псиломелана.

Цвет пиролюзита стально серый, в дисперсных массах — черный. Иногда синеватая металлическая побежалость. Черта черная. Блеск ме таллический до полуметаллического. Непрозрачен.

Твердость у кристаллических индивидов 5–6; в агрегатах снижается до 2 (в зависимости от пористости и рыхлости). Очень хрупок. Спайность со вершенная по {110}, весьма характерна для пиролюзита. Уд. вес 4,7–5,0.

Диагностические признаки. От других черных марганцевых минера лов, обладающих черной чертой, отличается по сильному блеску, харак терной для него спайности, хрупкости и сравнительно низкой твердости.

П. п. тр. не плавится. Выделяя часть кислорода (до 12 % весовых), пе реходит в низшие окислы и буреет. При нагревании до 500 °С не изменя ется, в интервале 550–650 °С, как установлено рентгенометрическими исследованиями, происходит диссоциация с образованием β браунита (кубической модификации); при дальнейшем нагревании при темпера турах 940–1100 °С β браунит переходит в устойчивый при высоких тем пературах гаусманит.