Полная версия

Главная arrow География arrow Кристаллография и минералогия. Основные понятия

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Сульфиды

Сульфиды природные - класс минералов. С химической точки зрения - производные сероводорода H2S. Для геохимии серы характерны определенные особенности. В естественных условиях этот элемент встречается как самородный (ромбическая сера, рис. 2.86); образует анионный радикал [S04]2- (сульфаты); дает моно- (S2-) и полианионные группы - [S2]2~ (гантель, см. рис. 2.14, а) - сульфиды. Отметим, что в терминологии соединения катионов с группой [S2]2 часто обозначают как дисульфиды.

Различают простые (один катион) и сложные (два и более) минералы класса. Соединения анионов со щелочными и щелочноземельными элементами редки, обладают ионной связью, легко гидратируются, образуя другие природные вещества. Наиболее распространены сульфиды, где катионы представлены халькофильными элементами, семейством железа (Fe, Ni, Со), Cr, Mo, W, встречаются также V, Pt, Ga, Jn, Те, Cd и др. Преобладающая связь здесь ковалентная; часто присутствует металлическая компонента.

Согласно классификации норвежского геохимика В.М. Гольдмидта [22] халькофильными (грен, chalkos - медь и phileo - люблю) называют химические элементы, встречающиеся в земной коре и метеоритах преимущественно в виде сульфидов. К ним относят Ag, Hg, Си, Pb, Cd, Bi, Zn, As, Sb. Халькофильными свойствами обладают также Pd, Аи, Ga, In, Tl, Ge и др. Нахождение элементов в сульфидных фазах определяется не только их химическими свойствами, но и соотношением концентраций серы, кислорода и железа в природной среде минералообразования. Поэтому строго разграничить отнесение элементов к халькофильным по классификации В.М. Гольдшмидта затруднительно.

Валентность катионов переменной валентности варьирует. Они (в первую очередь Fe, Си) иногда дают соединения, состав которых отличается от стехиометрии. Например, пирротин Fei_xS„ всегда нестехио- метричен. В этом минерале наблюдается избыточное содержание серы - вместо 35,4 % оно достигает 39^40 %; значение х в формуле пирротина чаще всего ~ 0,1-0,2.

Стехиометрия (греч. stoicheion - основа, элемент и metred - измеряю), учение о соотношениях (массовых или объемных) реагирующих веществ. Когда эти соотношения соответствуют законам стехиометрии, то реакции и образовавшиеся вещества называют стехиометрическими; в противном случае - нестехиометрическими.

Сульфиды и дисульфиды железа (преимущественно пирит FeS2 (дисульфид), модификация этого соединения - марказит, троилит FeS и другие) составляют около 80 % минералов класса.

Преобладающий структурный мотив - координационный. Однако и этот параметр для сульфидов изменчив - табл. 2.20 [29].

Некоторые физические свойства минералов находятся в соответствии с их структурным мотивом. Например, наивысшую твердость (5-6,5) имеют пирит и арсенопирит (структурный мотив - островной). Другие при одинаковом мотиве варьируют: галенит и сфалерит - спайность совершенная; аргентит - несовершенная; аурипигмент и молибденит - совершенная; станнин и борнит - несовершенная и т. д. Блеск для подавляющего числа минералов металлический или металловидный (металлическая компонента кристаллоструктурной связи). Плотность меняется от средней (сульфиды Pb, Hg и др.) до высокой (Pt).

Таблица 2.20

Структурные мотивы сульфидов

Классификационное

подразделение

Структурный

мотив

Минералы

Координационный

Аргентит Ag2S, халькозин C112S, галенит PbS, сфалерит ZnS, троилит FeS, пирротин Fei_xS„

Простые сульфиды

Островной

Пирит FeS2

Кольцевой

Реальгар AS4S4

Слоистый

Аурипигмент AS2S3, молибденит M0S2

Цепочечный

Киноварь HgS, антимонит (стибнит) Sb2S3, висмутин B12S3

Координационный

Пентландит (Fe,Ni)9S8, халькопирит CuFeS2

Сложные сульфиды

Островной

Арсенопирит FeAsS

Слоистый

Станнин Cii2FeSnS4, борнит C112SX (Fe,Cu)S

Состав осложняется многочисленными изоморфными примесями, входящими, как правило, в катионную часть соединений. Только немногие химически чистые минералы бесцветны или слабо окрашены и обладают алмазным блеском (разновидность сфалерита - клейофан, рис. 2.82). Преобладающие окраски от свинцово-серых (галенит, антимонит, висмутин) до черных (халькозин). Для некоторых сульфидов «цвет» - параметр постоянный и является характерным диагностическим признаком. Например, реальгар - ярко-красный, рис. 2.83; аурипигмент - желтый, рис. 2.84; киноварь - красная, темно-красная, рис. 2.85. Сюда же (диагностика) относится побежалость - тонкая пленка радужно окрашенных окислов (преимущественно меди) на поверхности минералов - халькопирит, борнит, а также томпаково-бурая окраска (цвет смуглой кожи) пирротина и пент- ландита.

Разновидность сфалерита с алмазным блеском - клейофан [77]

Рис. 2.82. Разновидность сфалерита с алмазным блеском - клейофан [77]

Ярко-красный реальгар [67]

Рис. 2.83. Ярко-красный реальгар [67]

Генезис большинства сульфидов - гидротермальные процессы минералообразования. Известны магматические - например руды Норильска, где минералы класса (преимущественно пирротин и пентландит) образуют так назваемые «массивные сливные руды» - продукт ликвационной дифференциации магмы (разделение расплава по плотности под действием силы тяжести). Обычны при эксгаляционном минералообразовании (области активного вулканизма - например Камчатка), а также экзогенные - зона цементации, осад- конакопление в востановительной среде (придонное сероводородное заражение водоемов). Встречаются в средне- и слабометаморфизован- ных породах и скарнах. В окислительных условиях неустойчивы (кроме киновари) и преобразуются в другие природные соединения. Морфология минералов и минеральных агрегатов (в порядке частоты встречаемости) - сплошные зернистые массы, вкрапленники, кристаллы, друзы.

Желтый аурипигмент [67]

Рис. 2.84. Желтый аурипигмент [67]

Красная киноварь [67]

Рис. 2.85. Красная киноварь [67]

Сульфиды имеют важное промышленное значение как полиметаллические руды (Zn, Pb, группа Pt и другое). Кроме того, из них извлекают редкие и рассеяные элементы, входящие в состав в виде примесей. Пример последнего - получение Re из руды месторождения Тырныауз, (Кавказ), где этот элемент - примесь в молибдените.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>