Минеральный состав полиметаллических руд

    В экзогенных условиях образуется крайне редко. Был встречен в некоторых месторождениях угля.

    При процессах окисления сфалерит разлагается сравнительно быстро с образованием сульфита цинка, легко растворимого в воде, вследствие чего зоны окисления бывают сильно обеднены цинком . Если боковые породы месторождения представлены известняками, то в них образуются скопления карбоната цинка — смитсонита.

    Сфалерит  в свинцово-цинковых месторождениях, отдельные примеры которых были приведены выше (см. галенит), как правило, значительно преобладает в количественном отношении над галенитом.

    Практическое  значение. Сфалерит является главной рудой цинка. Попутно с цинком из сфалеритовых руд извлекаются ценные редкие металлы: Cd, In и Ga.

    При обжиге и плавке полиметаллических  руд ZnS, окисляясь в ZnO, в значительной мере улетучивается с отходящими газами. Поэтому обычно прибегают к предварительному обогащению руд с разделением их на свинцовый и цинковый концентраты. Последний после предварительного обжига в особых печах с целью окисления цинка подвергается восстановительной плавке в закрытых ретортах с перегонкой цинка.

    Металлический цинк, получаемый возгонкой, не обладает чистотой и употребляется для изготовления оцинкованного железа. Очистка сырого цинка производится путем электролиза. Электролитический цинк употребляется для изготовления латуни, бронзы и других сплавов.

    Кроме того, сфалерит в небольших количествах непосредственно употребляется для изготовления цинковых белил, а также флюоресцирующих экранов и др.

    Кадмий (собственные минералы состава CdS: кубический хоулеит и гексагональный гринокит), в главной своей массе добываемый попутно из сфалеритовых руд, находит применение: в гальванопластике при покрытии изделий из стали и железа с целью борьбы с коррозией металла; для получения легкоплавких сплавов, более прочных и обладающих большей сопротивляемостью высоким температурам и истиранию, чем баббитовые, в состав которых в значительном количестве входит дефицитное олово; в производстве аккумуляторов; для автоматических противопожарных аппаратов и др.

    Галлий представляет собой металл, по свойствам во многом напоминающий алюминий; он плавится при 29 °С, а с алюминием образует сплав, при обыкновенной температуре жидкий; температура кипения галлия в отличие от ртути очень высокая (1700–2300 °С), что позволяет применять его в ряде случаев вместо ртути для наполнения термометров и других точных приборов. Галлиевые лампы дают свет, близкий к солнечному.

    Индий как антикоррозионный металл употребляется для покрытий металлических изделий, а также в производстве рефлекторов для прожекторов и автомобильных фар. Органические соединения индия применяются для борьбы с сонной болезнью.

    Пирит

    ПИРИТ — Fe[S2]. От греч. пирос — огонь. По-видимому, это название связано со свойствами пирита давать искры при ударе или с его сильным блеском. Синонимы: серный колчедан, железный колчедан.

    Химический  состав. Fe — 46,6 %, S — 53,4 %. Нередко содержит в очень небольших количествах примеси: Со (кобальтистый пирит), Ni, As, Sb, иногда Cu, Au, Ag и др. Содержание последних элементов обусловлено наличием механических примесей в виде мельчайших включений посторонних минералов, иногда в тонкодисперсном состоянии. В этих случаях мы имеем дело по существу с твердыми псевдорастворами — кристаллозолями.

    Сингония кубическая. Облик кристаллов. Пирит широко распространен в виде хорошо образованных кристаллов. В зависимости от преобладания тех или иных граней находится и габитус кристаллов: кубический, пентагондодекаэдрический, реже октаэдрический. Размеры кристаллов иногда достигают нескольких десятков сантиметров в поперечнике. Характерна штриховатость граней.

    Агрегаты. В многочисленных горных породах и рудах пирит наблюдается в виде вкрапленных кристалликов или округлых зерен. Широким развитием пользуются также сплошные агрегатного строения пиритовые массы. В осадочных породах часто встречаются шаровидные конкреции пирита, нередко радиально-лучистого строения, а также секреции в полостях раковин. Часты гроздевидные или почковидные образования пирита в ассоциации с другими сульфидами.

    Цвет пирита светлый латунно-желтый или соломенно-желтый, часто с побежалостями желтовато-бурого и пестрых цветов, тонкодисперсные сажистые разности имеют черный цвет. Черта темно-серая или буровато-черная. Блеск сильный металлический.

    Твердость 6–6,5. Относительно хрупок. Спайность весьма несовершенная. Излом неровный, иногда раковистый. Уд. вес 4,9–5,2. Прочие свойства. Электричество проводит слабо. Термоэлектричен.

    Диагностические признаки. Легко узнается по цвету, формам кристаллов и штриховатости граней, высокой твердости (единственный из широко распространенных сульфидов, который царапает стекло). По совокупности этих признаков он легко отличается от несколько похожих на него по цвету марказита, халькопирита, пирротина и миллерита.

    П. п. тр., растрескиваясь, плавится в магнитный  шарик. Легко теряет часть серы, которая горит голубым пламенем. В запаянной трубке возгоняется часть серы — остается моносульфид FeS. В HNO₃, разлагается с трудом (в порошке легко), выделяя серу. В разбавленной НСl не растворяется.

    Происхождение и месторождения. Пирит является наиболее распространенным в земной коре сульфидом и образуется в самых различных геологических условиях.

    1. В виде мельчайших вкраплений он наблюдается во многих магматических горных породах. В большинстве случаев является эпигенетическим минералом по отношению к силикатам и связан с наложением гидротермальных проявлений.

    2. В контактово-метасоматических месторождениях является почти постоянным спутником сульфидов в скарнах и магнетитовых залежах. В ряде случаев оказывается кобальтоносным. Образование его, так же как и других сульфидов, связано с гидротермальной стадией контактово-метаморфических процессов.

    3. Как спутник широко распространен в гидротермальных месторождениях различных по составу руд почти всех типов и встречается в парагенезисе с самыми различными минералами. При этом он часто наблюдается не только в рудных телах, но и в боковых породах в виде вкраплений хорошо образованных кристаллов, возникших метасоматическим путем (метакристаллов).

    Месторождения, в которых в том или ином количестве встречается пирит, бесчисленны. Его можно встретить в месторождениях самых различных генетических типов, однако главная масса находок все же относится к эндогенным образованиям.

    В России наиболее богатые им крупные  колчеданные залежи широко распространены на Урале, где они приурочены к меридионально вытянутой на сотни километров полосе измененных кислых и основных эффузивов и осадочных пород силуро-девонского возраста. Рудные тела, состоящие почти сплошь из сульфидов, главным образом пирита, обычно имеют форму жило-или линзообразных залежей. Отметим наиболее важные и богатые пиритом месторождения: Калатинское в Невьянском районе; Дегтярское в Сысертском районе; ряд Карабашских месторождений в Кыштымском районе; Блявинское (у г. Медногорска) в Оренбургской области и др.

    С минералогической точки зрения большой  интерес представляют друзы кристаллов пирита известного Березовского золоторудного месторождения на Урале. Обычно они представлены кубическими формами с сильно исштрихованными гранями, в меньшей степени — пентагондодекаэдрами и октаэдрами. Встречаются иногда гигантские кристаллы (до 32 кг весом). Крупные кристаллы пирита и их сростки встречаются в виде конкреций в углях, например — в Тулунском (Иркутская область) и в Грызловском (Тульская область) разрезах.

    Из  закавказских месторождений к числу пиритовых залежей относится Чирагидзорское месторождение в Гянджинском районе (Азербайджан). Крупные гидротермальные месторождения Co-пирита Миндиги и Миндола находятся в Катанге (Демократическая Республика Конго).

    Весьма  хорошо образованные кристаллы и их сростки декоративно-коллекционного качества происходят из месторождения Логроньо в Испании, где залегают в известняках. Конкреционные дискосферолиты пирита, известные как «пиритовые доллары», находятся в глинистых сланцах в Спарте (Иллинойс, США).

    Практическое  значение. Пиритовые руды являются одним из основных видов сырья, используемого для получения серной кислоты. Среднее содержание серы в эксплуатируемых для этой цели рудах колеблется от 40 до 50 %. Обработка руды производится путем обжига в специальных печах. Получающийся при этом сернистый газ SO₂ подвергается окислению с помощью окислов азота в присутствии водяного пара до H₂SO₄.

    Нежелательной примесью в рудах, идущих на сернокислотное производство, является мышьяк.

    Часто содержащиеся в пиритовых рудах  медь, цинк, иногда золото селен и др. могут быть получены побочными способами. Получаемые в результате обжига так называемые железные огарки в зависимости от их чистоты могут быть использованы для изготовления красок или как железная руда.

    Руды, содержащие кобальтистый пирит, служат источником приблизительно половины потребляемого в мире кобальта, несмотря на низкое содержание в них этого элемента (до 0,5–1 % в минерале).

    Халькопирит

    ХАЛЬКОПИРИТ — CuFeS₂. Название образовано от греч. халькос — медь, пирос — огонь. Синоним: медный колчедан.

    Химический  состав. Сu — 34,57 %, Fe — 30,54 %, S — 34,9 %. Данные химических анализов обычно очень близки к этим цифрам. В качестве примесей в ничтожных количествах иногда присутствуют Ag, Аu и др.

    Сингония тетрагональная. Облик кристаллов. Кристаллы редки и встречаются только в друзовых пустотах. Агрегаты. Обычно встречается в сплошных массах 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 пестрой побежалостью. Черта черная с зеленоватым оттенком, местами металлически 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 характерному цвету, твердости, резко отличающейся от пирита, который в изломе часто бывает покрыт побежалостью, похожей на цвет халькопирита.

    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 месторождениях медно-никелевых сульфидных руд в основных изверженных породах в ассоциации с пентландитом, магнетитом, иногда кубанитом и др.

    Наиболее  широко развит в типичных гидротермальных жильных и метасоматических (в том числе и контактово-метасоматических) месторождениях. Он обычно ассоциирует с пиритом, пирротином, сфалеритом, галенитом, 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 и марказитом).

    В процессе 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 малахит и азурит; с гидрозолями SiO₂ — хризоколлу; при взаимодействии с различными кислотами, образующимися в зоне выветривания, — разнообразные соли: арсенаты, фосфаты, ванадаты, иногда хлориды и др. В условиях очень сухого климата в зоне окисления сохраняются также различные сульфаты меди, легко растворимые в просачивающихся поверхностных водах.

    Халькопирит в качестве спутника в тех или иных количествах встречается почти во всех гидротермальных месторождениях самых различных сульфидных руд. В рудах многих месторождений он является существенной составной частью и имеет самостоятельное промышленное значение.