Лекция 13 сложные сульфиды

Класс сложные сульфиды или сульфосоли это сульфиды, в которых на разных правах присутствуют два (и может даже больше) металла или металл и полуметалл. К их числу относятся: халькопирит, борнит, арсенопирит, кобальтин, теннантин, тетраэдрит.

Халькопирит CuFeS₂. «Халькос» по-гречески – медь, «пирос» – огонь (медный колчедан). Установлена также кубическая модификация, получившая название талнахит. Сингония тетрагональная. Халькопирит обладает непрозрачностью, явным металлическим блеском и отсутствием совершенной спайности. Кристаллы редки и встречаются только в друзовых пустотах. 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 темножелтой или пестрой побежалостью. Черта черная с зеленоватым оттенком. Непрозрачен. Блеск: сильный металлический. Твердость 3-4. Довольно хрупок. Спайность несовершенная. Уд. вес 4,1-4,3.

Происхождение. В природе халькопирит может образоваться 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 СО₂ 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.

Практическое значение. Халькопиритсодержащие руды являются одним из главных источников меди. Промышленное содержание ее в таких рудах обычно колеблется в пределах 2-2,5%. Получаемая на металлургических заводах медь употребляется как в чистом виде, так и в виде сплавов (латуни, бронзы, томпака и др.). Главным потребителем меди является электропромышленность. Значительное количество ее расходуется в машиностроении, судостроении, изготовлении аппаратуры для химической промышленности, жилищном строительстве и т. д.

Борнит Cu₅FeS₄ (пестрая медная руда). Сингония кубическая. Кристаллы встречаются исключительно редко. Обычно наблюдается в сплошных массах и в виде вкраплений. Цвет борнита в свежем изломе темный медно-красный; обычно покрывается яркой пестрой (преимущественно синей) побежалостью. Черта серовато-черная. Непрозрачен. Блеск полуметаллический. Твердость 3. Сравнительно хрупок. Спайность практически отсутствует. Уд. вес 4,9-5,0. Обладает электропроводностью.

Происхождение. Встречающийся в природе борнит имеет как эндогенное, так и экзогенное происхождение. Борнит эндогенного происхождения встречается в некоторых гидротермальных месторождениях. В ряде случаев он содержит микроскопические, обычно пластинчатые включения халькопирита, являющиеся продуктом распада твердого раствора. В парагенезисе с ним, кроме халькопирита, встречаются: эндогенный халькозин, галенит, сфалерит, пирит и др.

Экзогенный борнит широко бывает развит взонах вторичного сульфидного обогащения. Как наиболее ранний вторичный сульфид он образуется метасоматическим путем, главным образом за счет халькопирита, в виде неправильных жилок, каемок или сплошных масс. Наблюдается во многих медносульфидных месторождениях, однако в значительных массах встречается редко. По сравнению с другими вторичными сульфидами меди является менее устойчивым, замещаясь более богатыми медью халькозином и ковеллином. При разложении в зоне окисления по борниту образуются кислородные соединения: малахит, азурит, реже куприт и др.

Практическое значение. Так как борнит по сравнению с халькопиритом является значительно более богатым медью минералом, то даже вкрапленные борнитовые руды при наличии крупных запасов могут представлять несомненный промышленный интерес.

Арсенопирит FeAsS

Разновидность: данаит – кобальтоносный арсенопирит; богатые кобальтом разности носят название глаукодот.

Сингония моноклинная. Очень часто встречается в прекрасно выраженных кристаллах, обычно имеющих призматический облик, от короткостолбчатых до шестоватых и игольчатых Кристаллы широко развиты в друзовых пустотах, но очень часто встречаются также метакристаллы, развившиеся метасоматическим путем в боковых породах месторождений. В сплошных массах образует зернистые и шестоватые агрегаты. Цвет арсенопирита оловянно-белый (для граней кристаллов) до стально- серого (в изломе). Часто побежалость желтого цвета. Черта серовато-черная, иногда с буроватым оттенком. Блеск металлический. Твердость 5,5-6. Хрупок. Спайность довольно ясная. Уд. вес 5,9-6,2.

Происхождение. Арсенопирит принадлежит к числу минералов гидротермального происхождения и является одним из наиболее распространенных носителей мышьяка в эндогенных месторождениях.

В типичных гидротермальных, жильных и метасоматически образовавшихся месторождениях он выделяется преимущественно в более высокотемпературные стадии минералообразования. Нередки самостоятельные его месторождения, в которых он является главным рудным минералом. В качестве спутника участвует в составе самых различных месторождений: олова, вольфрама, висмута, меди, свинца, цинка и др. Из нерудных минералов в ассоциации с ним чаще всего наблюдаются кварц, турмалин, полевые шпаты, слюды, карбонаты, иногда берилл, топаз и др.

В процессе окисления в зоне выветривания арсенопирит сравнительно быстро разлагается.

Практическое значение. Арсенопиритовые руды являются основным сырьем для получения различных соединений мышьяка, используемых частью в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, а также в красочной, кожевенной и других отраслях химической промышленности.