Полная версия

Главная arrow География arrow Кристаллография и минералогия. Основные понятия

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Самородные элементы

Самородные элементы - класс минералов, представляющих собой не связанные в химические соединения элементы таблицы Д.И. Менделеева. Выделяют самородные металлы, полуметаллы и неметаллы. Среди первых в природе отмечены (перечисление согласно порядковому номеру в таблице элементов) Al, Fe, Си, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, In, Sn, Та, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi. Наиболее часто встречаются Си, Au, Ag, Pt; реже Bi, Sn, Hg; весьма редки Pb, Zn, In; находки остальных единичны. Состав самородных металлов, как правило, неоднороден. Это обусловлено вхождением примесей, образованием продуктов распада твердых растворов и интерметаллических соединений - металлов друг с другом. Например, минерал электрум - смесь Au и Ag; поликсен - Fe и Pt и т. д.

К самородным полуметаллам относят As, Se, Sb, Те. Встречаются редко.

В современной литературе (например [9]), термин «полуметаллы» трактуют как «вещества близкие по свойствам к типичным металлам, но обладающие в 102-105 раз меньшей электропроводностью».

Неметаллы представлены преимущественно полиморфными модификациями углерода (графит, алмаз) и серы (главным образом ромбическая сера). Встречаются довольно часто.

Электронные оболочки минералов класса не являются завершенными. Например, у углерода на внешней р-орбитали находится два электрона (завершенное состояние этой орбитали - шесть электронов); у серы на такой же орбитали четыре электрона и т. д. Инертность элементов объясняют устойчивостью их электронных оболочек. Здесь следует четко понимать, что такая устойчивость возможна только в узких границах параметров процессов минералообразования. При выходе за эти условия элементы образуют химические соединения. Лишь для металлов, называемых благородными - Au, Ag, а также Pt и платиноиды - Pd, Os, Ir, самородное состояние наиболее часто встречается в природе. Инертность других элементов возможна за счет образования на поверхности самородных минералов защитной пленки, препятствующей их реакции с окружающей средой.

Структурные мотивы наиболее часто встречаемых минералов класса представлены в табл. 2.21.

Таблица 2.21

Структурные мотивы самородных элементов

Структурный мотив

Минералы

Координационный

Железо, медь, серебро, платина, золото, ртуть, алмаз

Кольцевой

Сера ромбической сингонии

Слоистый

Графит гексагональной сингонии

Минералы класса могут образовываться как в эндогенных - преимущественно магматическая кристаллизация и гидротермы, так и в экзогенных процессах - например в зоне окисления сульфидных месторождений. Самородная сера обычна при эксгаляционном минералообразовании. Довольно часто она встречается в экзогенных условиях при взаимодействии сульфатных осадочных пород с углеводородами (УВ). Здесь самородная сера - поисковый критерий, свидетельствующий о наличии УВ [44]. Алмаз связан с кимберлитами - эксплозивные ультраосновные магматические породы, образующие тела, называемые «трубки взрыва». Кроме того, типичен для астроблем (греч. буквально - звездная рана) - место падения на Землю космического тела. Здесь алмазы очень мелкие, не ювелирные. Графит обычен при метаморфизме пород, обогащенных органическим веществом. Самородное железо в земных условиях встречается крайне редко (метаморфизм богатых Fe пород), но часто - в метеоритах. Здесь оно образует минералы камасит (до 6 % Ni) и тэнит (до 24 % Ni). Золото, платина, платиноиды, алмазы накапливаются в россыпях.

Физические свойства самородных металлов обусловлены наличием в кристаллоструктурной связи значительной доли металлической компоненты. Они обладают металлическим блеском, хорошей электрической проводимостью, ковки, пластичны. Плотность большая, отклонения от табличных значений (периодическая система элементов) обусловлены вхождением в состав минералов примесей и образованием интерметаллических соединений. Твердость 2,5-4,5; спайность либо отсутствует, либо несовершенная, или весьма несовершенная.

Структура ромбической серы [81]. Черным контуром «подняты» ближайшие к наблюдателю молекулы

Рис. 2.86. Структура ромбической серы [81]. Черным контуром «подняты» ближайшие к наблюдателю молекулы

Кристаллоструктурная связь самородной серы обусловлена слабыми межмолекулярными взаимодействиями (циклически связанные между собой молекулы S8, рис. 2.86). Поэтому минерал хрупок, легко крошится.

Алмаз и графит (полиморфные модификации углерода) отличаются по физическим свойствам вследствие различной кристаллической структуры. Алмаз кристаллизуется в кубической сингонии, структурный мотив - координационный (см. рис. 1.56). Графит - сингония гексагональная, структурный мотив слоистый (см. рис. 1.57). Отсюда алмаз - самый твердый минерал (10), графит очень мягок (1); алмаз - диэлектрик, графит - электропроводен и т. д.

Формы выделений самородных элементов разнообразны. Это денд- риты (рис. 2.87), идиоморфные кристаллы (рис. 2.88), ксеноморфные (греч. ксенос - чуждый) образования (рис. 2.89) и т. д.

Как объекты экономики представляют интерес скопления самородных золота, серебра, платины, меди, алмаза, графита, серы. Гораздо реже - сурьмы, мышьяка, ртути.

Дендриты самородной меди [67]

Рис. 2.87. Дендриты самородной меди [67]

Идиоморфный кристалл алмаза в кимберлитовой породе

Рис. 2.88. Идиоморфный кристалл алмаза в кимберлитовой породе

Самородок золота ксеноморфных очертаний [71]

Рис. 2.89. Самородок золота ксеноморфных очертаний [71]

При формировании главы использованы все источники библиографического списка [1-89].

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>