Сфалерит — ZnS

Сфалерит — ZnS

Химический состав. Содержит 67% Zn. Часты примеси редких металлов — Cd (до 2,4%), In (до 0,1%), Ga, Ge, Tl Содержание Cd и Ge обычно выше в светлоокрашенных разновидностях, a In — в темноокрашенных.

Происхождение названия. От греч. Сфалерос — обманчивый (обладает большой изменчивостью свойств). Синоним — цинковая обманка.

Морфологические признаки. Кристаллы имеют тетраэдрическую (см. рис.1, А) форму, что особенно характерно для высокотемпературных типов месторождений (оловоносных и вольфрамоносных грейзенов и др.). Встречаются кубооктаэдрические и реже додекаэдрические (см. рис. 1, Г; 1, Д) кристаллы. Последние наиболее характерны для низкотемпературных месторождений (флюорито-баритовых и сидеритовых жил). Кубооктаэдрические кристаллы встречаются в среднетемпературных свинцово-цинковых месторождениях, где, впрочем, более распространены сплошные мелкозернистые массы. Обычны двойниковые сростки.

Рис. 1. Формы кристаллических многогранников: А — тетраэдр, В — октаэдр, В — куб, Г — ромбододекаэдр, Д — пентагондодекаэдр, Е — тетрагонтриоктаэдр (икоситетраэдр), Ж — ромбоэдр, З — скалендоэдр, И — трапецоэдр, К — трехгранная призма, Л — трехгранная бипирамида, М — шестигранная призма, Н — шестигранная бипирамида, О — четырехгранная призма, П — четырехгранная бипирамида

В отдельных случаях образует почковидные, землистые (брункит, см. ниже), скрытокристаллические, скорлуповатые (скорлуповатая обманка) выделения (некоторые метасоматические месторождения в известняках).

• Помимо черных и почти бесцветных разностей наблюдаются сфалериты бурого, коричневого, желтого, красноватого, зеленоватого и серого цвета и различной степени прозрачности.
• Цвет черты также варьирует в зависимости от состава от бесцветного или светлоокрашенного (желтовато-буроватого) до бурого и коричневого.
• Блеск алмазный или жирный, характерен для всех разновидностей, кроме матового брункита.
• Спайность совершенная в шести направлениях: при ударе раскалывается на обломки, приближающиеся по форме к многограннику, называемому ромбическим додекаэдром.
• Излом раковистый.
• Твердость 3,5-4 (чертится иглой).
• Хрупкий.
• Удельный вес 3,9-4,1.
• Растворяется в концентрированной HNO₃ (с выделением хлопьев серы) и в НСl (с выделением сероводорода).

Сфалерит, образующийся при высоких температурах, обычно железистый, окрашен в черный цвет и непрозрачен (маржаmum). Образуясь при низких температурах, сфалерит практически не содержит железа, имеет светлую окраску разных тонов (до бесцветного) и часто прозрачен (клейофан). Между этими двумя крайними разновидностями существуют все переходы.

Редкая землистая разновидность серого цвета — брункит. Пршибрамит — разновидность, богатая кадмием.

Происхождение и распространение. Распространенный, но промышленные концентрации довольно редки. Происхождение гидротермальное и метасоматическое; редко встречается также в осадочных породах. Минералы-спутники — см. галенит; кроме того, в высокотемпературных гидротермальных и метасоматических месторождениях, где встречается преимущественно марматит, арсенопирит, пирротин, иногда станнин Cu₂FeSnS₄ и касситерит, магнетит, халькопирит и силикаты: пироксены, гранаты, турмалин.

Месторождения — см. галенит; также некоторые более высокотемпературные гидротермальные месторождения, и особенно медно- и серноколчеданные (Урал). В большинстве свинцово-цинковых месторождений сфалерит преобладает над галенитом, реже наблюдаются обратные соотношения.

В зоне окисления быстро разрушается с образованием смитсонита, реже — каламина и др. Продукты изменения обычно имеют белый цвет или бесцветны, носят характер тонкозернистых агрегатов, налетов, корочек. Когда в рудах присутствуют минералы меди (халькопирит, борнит и др.), часто замещается сажистым ковеллином и другими вторичными медными минералами, в присутствии пирита — бурым лимонитом. В тех случаях, когда месторождение залегает среди карбонатных пород, в зоне окисления могут накопиться большие массы смитсонита. По сфалеритам, содержащим кадмий, иногда развиваются желтые землистые или порошковатые налеты гринокита GdS.

Диагностические признаки. Сфалерит (особенно темный, типа марматита) можно спутать со многими минералами, в том числе в оловянно-вольфрамовых месторождениях, с вольфрамитом или касситеритом. Отличия: изометричная форма выделений, совершенная спайность в шести направлениях, цвет черты, меньший удельный вес и более низкая твердость.

Практическое значение. Один из наиболее промышленно важных рудных минералов (основной источник цинка, кадмия, индия, отчасти германия).

Пирит — FeS₂

Химический состав. Содержит 46,5% Fe и 53,5% S. Примеси As (обычно менее 1 %, реже до 2,7%), иногда также Со и Ni. В некоторых пиритах встречаются мельчайшие включения золота.

Происхождение названия. Название от греческого пир — огонь, встречается уже у античных авторов. Синонимы — железный или серный колчедан.

Морфологические признаки. Кристаллы или кристаллические сростки. В зависимости от условий образования формы кристаллов могут быть различными (рис. 4) даже в одном месторождении. Наиболее замечательные по совершенству огранки и размерам кристаллы встречаются в гидротермальных и метасоматических месторождениях (Березовское золоторудное на Урале с кристаллами пирита весом до 32 кг; Акчатауское в Центр. Казахстане с друзами прекрасно образованных крупных кубических кристаллов пирита и др.).

Кристаллы исштрихованы таким образом, что на смежных гранях штриховка взаимно ориентирована под углом 90° (рис. 4, А). Многочисленны сростки различной, нередко сложной формы. Помимо кристаллов образует вкрапленность в горных породах или сплошные зернистые массы (в колчеданных рудах). В осадочных породах — нередко в шаровидных конкрециях с радиально-лучистым строением или в кристаллических корочках, инкрустирующих внутренние стенки раковин.

Рис. 4. Формы кристаллов пирита. А — куб (с характерной штриховкой), Б — пентагондодекаэдр, В — комбинация пентагондодекаэдра и куба, Г, Д — комбинация пентагондодекаэдра и октаэдра.

• Цвет светлый латунно-желтый, часто с желтовато-бурой и пёстрой побежалостью.
• Черта черная с буроватым или зеленоватым оттенком.
• Непрозрачен.
• Блеск яркий металлический.
• Твердость высокая — 6-6,5 (единственный сульфид, царапающий стекло). Никелистые пириты (см. ниже) характеризуются пониженной твердостью и исчезновением желтого оттенка (при высоком содержании Ni становятся серебряно-белыми).
• Излом неровный, реже раковистый.
• Спайность весьма несовершенная.
• Хрупок.
• Удельный вес 4,9-5,2.
• С трудом растворяется в HNO₃.

Черная порошковатая разность — мельниковит. По составу различаются кобальтпирит, (с содержанием Со от 1 до 14%) и никелистый пирит (с содержанием Ni от 4 до 6,5%).

Происхождение и распространение. Наиболее часто встречающийся сульфид; один из самых распространенных в земной коре минералов. Происхождение магматическое, гидротермальное; также в метаморфических и осадочных породах. По условиям образования — типичный «сквозной», или «полигенный», минерал.

Минералы-спутники самые различные: самородные элементы (золото, висмут и др.), окислы (кварц, магнетит, ильменит,касситерит и др.), силикаты (хлорит, серицит, эпидот и др.), сульфиды (халькопирит, марказит, сфалерит, галенит, арсенолирит, молибденит и др.), карбонаты (кальцит, анкерит, сидерит и др.), фториды (флюорит), сульфаты (барит); в осадочных породах — опал, барит, сидерит, марказит. Встречается в месторождениях углей.

Наиболее важны гидротермальные колчеданные месторождения, в Северной Евразии широко представленные на Урале (Калатинское, Левиха, Дегтярка, им. III Интернационала, Сибай, Карабашская группа, Блява и др.), на Рудном Алтае (Змеиногорское, Николаевское, Белоусовское и др.), в Закавказье (Чирагидзор в Азербайджане, Шамлуг и Зангезур в Армении и др.). На дневной поверхности быстро переходит в гидроокислы железа (гётит, лимонит и др.), реже в его сернокислые соединения: ярозит KFe³₃+ [SO₄]₂(OH)₆ и др. Кристаллы пирита обычно полностью замещаются лимонитом, нередко с сохранением их формы (псевдоморфозы).

Диагностические признаки. Легко отличим по цвету, блеску, форме кристаллов, высокой твердости от других сульфидов, в частности, от иногда сходных по цвету халькопирита, пирротина, марказита, арсенопирита, миллерита NiS.

Практическое значение. Главный вид сырья для производства серной кислоты. Остающиеся при обжиге железные «огарки» частично используются в черной металлургии или для изготовления красителей. В некоторых случаях из пиритов извлекают кобальт, золото. Сернокислотная промышленность требует весьма больших по запасам и богатых по содержанию серы (от 35-40 до 50%) пиритовых руд с минимальной примесью мышьяка. Практически этим требованиям удовлетворяют лишь крупные колчеданные месторождения, руды которых иногда на 80-90% сложены пиритом.