Betekhtin

по условиям нахождения и образования. Поэтому мы опишем их вместе. Легко получающийся искусственным путем так называемый полугидрат кальция (бассанит) в природных условиях также установлен, однако явля ется редким минералом.

АНГИДРИТ — Ca[SO4]. Название минерала («безводный») указы вает на отсутствие в нем воды, в отличие от гипса.

Химический состав. CaO — 41,2 %, SO3 — 58,8 %. В виде примеси до вольно часто содержит стронций.

Сингония ромбическая; ромбо дипирамидальный в. с. 3L23PC. Пр. гр.

Стст(D172h). a0 = 6,94; b0 = 6,97; с0 = 6,20. Кристаллическая структура ан гидрита изображена на рис. 236 и 237, а модель структуры — на рис. 238.

чатый или призматический (рис. 239). Хорошо обра зованные кристаллы редки. Агрегаты. Обычно на блюдаются в сплошных зернистых массах, иногда в шестоватых агрегатах.

Цвет ангидрита белый, часто с голубым, фиоле товым, сероватым, иногда красноватым оттенком. Встречаются бесцветные прозрачные кристаллы.

Рис. 239. Кристалл

Блеск стеклянный, на плоскостях спайности (010) — ангидрита перламутровый отлив. Особенно он проявляется при

нагревании образцов. Ng = 1,614, Nm = 1,576 и Np = 1,571.

Твердость 3–3,5. Спайность по (010) совершенная, по {100} и {001} сред няя. По этим трем взаимно перпендикулярным направлениям из кристаллов довольно легко получаются кубические выколки. Уд. вес 2,8–3,0 (для про зрачных разностей 2,96). Прочие свойства. В присутствии воды при атмо сферном давлении постепенно переходит в гипс, сильно увеличиваясь в объе ме (до 30 %). С увеличением внешнего давления этот переход затрудняется.

Диагностические признаки. От других сульфатов рассматриваемой группы ангидрит отличается наименьшим удельным весом и направлени ями плоскостей спайности, а также оптическими свойствами (особенно по двупреломлению). От мраморизованных масс карбонатов (кальцита, до ломита магнезита) отличается тем, что не выделяет CO2 при действии кис лот. От гипса отличается по твердости (не царапается ногтем).

П. п. тр. плавится в белую эмаль, окрашивая пламя в красновато жел тый цвет. С содой не плавится и не впитывается углем (отличие от бари та), однако разлагается и дает серную печень, чернящую серебряную пла стинку. В порошкообразном состоянии растворим в H2SO4. При этом, в отличие от безводных сульфатов Ba, Sr и Pb, раствор от умеренного при бавления воды не мутится. В HCl растворим слабо.

Происхождение и месторождения. Огромные массы ангидрита встре чаются в осадочных толщах горных пород. Как продукт химических осад ков (в лагунных и отмирающих морских бассейнах) ангидрит почти по стоянно сопровождается гипсом. В гипс он сравнительно легко переходит при выходе ангидритовых пластов на поверхность. Установлено, что этот переход, по данным многочисленных буровых скважин и горных вырабо ток, имеет место до глубины 100–150 м от поверхности (ниже следуют ангидритовые массы). Очевидно, на значительных глубинах давление вышележащих горных пород настолько велико, что не может происхо дить увеличение объема горной массы, сопровождающее превращение ангидрита в водный сульфат — гипс.

Очень часто ангидрит встречается в соляных месторождениях как в виде отдельных кристаллов, так и в виде пластов и пропластков, иногда необычайно тонких (толщиной в бумажный лист), переслаивающихся с галитом, сильвином, карналлитом и др.

плоскости (010). На рисунке эти слои располагаются перпендикулярно плоскости чертежа и следуют в вертикальном направлении (погранич ные линии показаны пунктиром). Молекулы Н2О занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершен ная спайность, столь характерная для гипса. Каждый ион кальция окру жен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Са с од ним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое (см. рис. 240).

мя как в парижских двойниках ребра призмы l{111} параллельны двойниковому шву (рис. 244). Агрегаты. В пустотах встречается в виде друз кристаллов. Обычны плотные тонкокристаллические агрегаты. В трещинах иногда наблюдаются асбестовидные параллельно волокнис тые массы гипса с шелковистым отливом и расположением волокон пер пендикулярно к стенкам трещин. На Урале такой гипс называют селени том. В тех случаях, когда гипс кристаллизуется в рыхлых песчаных массах, он в своей среде содержит множество захваченных песчинок, отчетливо заметных на плоскостях спайности крупных кристаллических индиви дов (так называемый репетекский гипс).

Цвет гипса белый. Отдельные кристаллы часто водяно прозрачны и бесцветны. Бывает окрашен также в серый, медово желтый, красный,

бурый и черный цвета (в зависимости от цвета захваченных при кристал лизации примесей). Блеск стеклянный, на плоскостях спайности — пер ламутровый отлив. Ng = 1,530, Nm = 1,528 и Np = 1,520.

Твердость 2 (царапается ногтем). Весьма хрупок. Спайность по {010} весь ма совершенная, по {100} и {011} ясная; спайные выколки имеют ромбическую форму с углами 66 и 114°. Уд. вес 2,3. Прочие свойства. Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоя тельство, что растворимость его при по вышении температуры достигает мак симума при 37–38 °С, а затем довольно быстро падает (рис. 245). Наибольшее

снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107 °С вследствие образования «полугидрата»— Ca[SO4] . 1/2 H2O.

При нагревании в условиях атмосферного внешнего давления, как показывают термограммы, гипс начинает терять воду при 80–90 °С, и при температурах 120–140 °С полностью переходит в полугидрат, так назы ваемый модельный, или штукатурный, гипс (алебастр). Этот полугидрат, замешанный с водой в полужидкое тесто, вскоре твердеет, расширяясь и выделяя тепло.

Диагностические признаки. Для кристаллического гипса характер ны весьма совершенная спайность по {010} и низкая твердость (царапает ся ногтем). Плотные мраморовидные агрегаты и волокнистые массы уз наются также по низкой твердости и отсутствию выделения пузырьков CO2 при смачивании HCl.

П. п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени дает CaS. В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.

Происхождение и месторождения. Гипс в природных условиях об разуется различными путями.

1.В значительных массах он отлагается осадочным путем в озерных

иморских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда кон центрация других растворенных солей еще невысока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит

изатем уже другие, более растворимые соли. Следовательно, гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осад ков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса

(а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, распола гаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.

2. Весьма значительные массы гипса возникают в результате гидра тации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия по верхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в сред нем до глубины 100–150 м) по реакции:

CaSO4 + 2H2O = CaSO4 . 2H2O.

При этом происходят сильное увеличение объема (до 30 %) и в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях зале гания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гип совых масс иногда встречаются гнезда крупнокристаллических, нередко прозрачных кристаллов («шпатоватый гипс»).

3.В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встре чается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различ ных по составу горных пород. Нередко образуется также на известняках под действием на них вод, обогащенных серной кислотой или растворен ными сульфатами. Встречается, наконец, в зонах окисления сульфидных месторождений, но не в столь больших количествах, как этого можно было бы ожидать. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев в суль фидных рудах в том или ином количестве присутствуют пирит или пирро тин, окисление которых (особенно первого) существенно увеличивает со держание серной кислоты в поверхностных водах. Подкисленные же серной кислотой воды значительно увеличивают растворимость гипса. Поэтому в ряде месторождений гипс более обычен в верхних частях зон первичных руд, где он в трещинах встречается вместе с другими сульфатами.

4.Сравнительно редко гипс наблюдается как типичный гидротермаль ный минерал в сульфидных месторождениях, образовавшихся в услови ях низких давлений и температур. В этих месторождениях он иногда на блюдается в виде крупных кристаллов в пустотах и содержит включения халькопирита, пирита, сфалерита и других минералов.

Многократно устанавливались псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и других минералов, так же как и псевдомор фозы гипса по другим минералам.

Редким примером эндогенного (гидротермального) гипса могут слу жить прозрачные монокристальные массы, наросшие поверх щеток кри сталлов цеолитов в полостях габброидов Талнахского месторождения (Норильская группа, Красноярский край).

Осадочные месторождения гипса распространены по всему земному шару и приурочены к отложениям различного возраста. На перечислении

их останавливаться не будем. Укажем лишь, что на территории России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по За падному Приуралью, в Башкирии и Татарии, Архангельской, Вологодской, Нижегородской и других областях. Многочисленные месторождения позд неюрского возраста устанавливаются на Северном Кавказе, в Дагестане, Туркмении, Таджикистане, Узбекистане и др.

Практическое значение гипса велико, особенно в строительном деле.

1.Модельный или лепной (полуобожженный) гипс применяется для получения отливок, гипсовых слепков, лепных украшений карнизов, штукатурки потолков и стен, в хирургии, бумажном производстве при выделке плотных белых сортов бумаги и пр. В строительном деле он упо требляется как цемент при кирпичной и каменной кладке, для набивных полов, изготовления кирпичей, плит для подоконников, лестниц и т. п.

2.Сырой (природный) гипс находит применение главным образом

вцементной промышленности в качестве добавки к портланд цементу, как материал для ваяния статуй, различных поделок (особенно уральс кий селенит), в производстве красок, эмали, глазури, при металлургичес кой переработке окисленных никелевых руд и др.

3.Сульфаты щелочных металлов

Здесь мы опишем, кроме безводного и водного сульфатов натрия (те нардита и мирабилита), также двойные соли с щелочноземельными ме таллами (полигалит и каинит).

ТЕНАРДИТ — Na2[SO4]. Химический состав. Na2O — 43,7 %, SO3 —

56,3 %. Иногда содержит в небольших количествах К2О, а в виде механи ческих примесей — CaSO4.

Сингония ромбическая, ромбо дипирамидальный в. с. 3L23PC. Пр. гр. Fddd(D242h). а0 = 9,75; b0 = 12,29; с0 = 5,85. Кристаллы имеют дипирамидальный облик (рис. 246), иногда таблитчатый благодаря развитию пинакоида {001} и призмы {101}. Двойники часты (рис.

Рис. 246. Дипирамидальный кристалл 246). Нередко наблюдаются в друзах и двойник тенардита или зернистых агрегатах.

Цвет. Бесцветный, прозрачный, иногда с красноватым оттенком. Блеск стеклянный. Ng = 1,485, Nm = 1,474 и Np = 1,464.

Твердость 2–3. Хрупок. Спайность по {010} совершенная, по {101} ясная и по {100} несовершенная. Уд. вес 2,66. Прочие свойства. Раство рим в воде. Из пересыщенных растворов (в чистой воде) выпадает лишь при температурах выше 32,5 °С. Ниже этой температуры кристаллизует ся мирабилит Na2SO4 . 10Н2О. Поэтому при комнатной температуре в ус ловиях влажного воздуха тенардит подвергается гидратации и покрыва

ется белой коркой водного сульфата натрия. С течением времени распа дается в порошок.

Диагностические признаки. В кристаллах от других ассоциирующих

сним минералов (мирабилита, астраханита и др.) отличается по синго нии, а в зернистых агрегатах — по химическим реакциям.

П.п. тр. плавится и окрашивает пламя в интенсивный желтый цвет (реакция на Na). В воде легко растворяется. Вкус солоноватый.

Происхождение и месторождения. Образуется в некоторых усыха ющих соленосных озерах вместе с мирабилитом, непосредственно выпа

дая в виде кристаллов из пересыщенной ионами Na и SO4 рапы. Возника ет также путем дегидратации мирабилита, например в верхнем слое выброса его на берег во время штормов (в Каспийском море) или в иско паемых (т. е. несовременного образования) залежах сульфата натрия, а также в пустынных жарких местностях.

В России отмечается в осадках озера Эльтон (Нижн. Поволжье). Как продукт деятельности фумарол встречается в некоторых вулка

нических районах (Везувий).

Крупное месторождение Кюрен Даг ископаемого тенардита в осадках плиоценового возраста находится в Закаспии около ст. Азун Су. Вместе

смирабилитом залегает в виде линз в песчано глинистых отложениях. Известен также в современных озерах Кулундинской степи (Северо Во сточный Казахстан), к северу от Каспийского моря (Шашинское оз. и др.), в Шемахинском районе (Закавказье) и пр.

Практическое значение. Добывается вместе с мирабилитом и упо требляется в стекольном, содовом и других производствах.

МИРАБИЛИТ — Na2[SO4] . 10H2O. Старинное название: sal mirabile Glauberi («удивительная соль Глаубера»). Синоним: глауберова соль.

Химический состав. Na2O — 19,3 %, SO3 — 24,8 %. H2O — 55,9 %. С обилием кристаллизационной воды связаны многие свойства минерала.

Сингония моноклинная; призматический в. с. L2PC. Кристаллы обладают короткостолбчатым обли ком по оси b или по оси с (рис. 247). Обычно встреча ется в сплошных зернистых агрегатах, а также в виде корок и налетов.

ватым оттенком. Блеск стеклянный. Показатели преломления очень низ кие: Ng = 1,398, Nm = 1,396 и Np = 1,394.

Твердость 1,5–2. Весьма хрупок. Спайность по {100} совершенная. Излом по другим направлениям раковистый. Уд. вес 1,48. Прочие свой8 ства. В сухом воздухе постепенно теряет всю воду и, превращаясь в те нардит, становится белым порошковатым веществом. Обладает охлаж дающим слабо горько соленым вкусом.

Диагностические признаки. Как минерал, богатый молекулами Н2О, свя заннымивкристаллическойструктуре,извсехлегкорастворимыхводныхсуль фатов и хлоридов обладает наименьшим удельным весом и наиболее низки ми показателями преломления. От соды (Na2CO3 . 10H2O) отличается тем, что при действии HCl не выделяет углекислоты. При нагревании выше 32 °С пла вится, вернее, растворяется в собственной кристаллизационной воде.

Происхождение и месторождения. В больших массах образуется в на сыщенных натрием и сульфатными анионами соляных озерах при испаре нии воды при температурах ниже 33 °С (если в растворе отсутствуют другие растворимые соли) либо при понижении температуры в осеннее и зимнее время. Если испарение воды для раствора того же состава будет происхо дить при более высоких температурах, чем 33 °С, то будет кристаллизовать ся безводный сульфат натрия — тенардит. В присутствии растворенного хло ристого натрия, что почти всегда имеет место в соляных озерах, тенардит в процессе испарения воды выпадает при более низких температурах.

Многочисленные мелкие высохшие озера Северного Прикаспия, Севе ро Восточного Казахстана (Кулундинская степь), Северного Кавказа (к югу от Ставрополя), Закавказья, Крыма и др. содержат большие массы мираби лита с тенардитом, с пластами галита, иногда гипса и др. В заливе Кара Бо газ гол (Каспийское море) в зимние месяцы, когда температура воды опус каетсяниже6 °С,надновогромныхколичествахоседаетмирабилит,который штормами частью выбрасывается на берег, образуя белые валы соли. В лет нее время мирабилит в самом заливе вновь переходит в раствор, а выбро шенный на берег в верхних слоях обезвоживается, превращаясь в тенардит.

Из иностранных месторождений, содержащих мирабилит, упомянем о Большом Соленом озере (Солт Лэйк) в штате Юта (США), озерах Мек сики и Аргентины.

Практическое значение. Используется главным образом для приго товления соды по способу Леблана (сплавлением с известняком и углем), а также в стекольной, красочной и других отраслях промышленности. В медицине употребляется как слабительное средство.

ПОЛИГАЛИТ — K2MgCa2[SO4]4 . 2H2O. Сингония триклинная, пи накоидальный в. с. Кристаллы редки, обычно таблитчатой формы. На блюдается в плотных волокнистых, шестоватых агрегатах.

Цвет белый с сероватым или желтоватым оттенком, а также кирпич но красный. Блеск стеклянный. Ng = 1,567, Nm = 1,562 и Np = 1,548.

Твердость 2,5–3. Спайность по {101} совершенная. Уд. вес 2,72–2,78. П. п. тр. легко теряет воду и плавится в непрозрачный шарик. Вода выще лачивает соли К и Mg и оставляет осадок, отвечающий по составу гипсу.

Образуется из рассолов, богатых Mg, К и Са, в сравнительно широ ком диапазоне температур: 0–80 °С. В месторождениях в районе Штас сфурта слагает особый «полигалитовый ярус», располагающийся между ангидритовым и кизеритовым. Иногда переслаивается тонкими слоями