Лекция 15 сложные оксиды

Ильменит FeTiO₃. Сингония тригональная. Обычно встречается в виде вкрапленных зерен неправильной формы, редко в сплошных зернистых массах. Цвет ильменита железно-черный или стально-серый. Черта большей частью черная, иногда бурая или буровато-красная (для разностей, содержащих в виде включений гематит). Блеск полуметаллический. Непрозрачен. Твердость 5-6. Спайность весьма несовершенная. Уд. вес 4,72. Слабо магнитен.

Происхождение. В виде вкрапленности ильменит встречается в основных изверженных породах (габбро, диабазах, пироксенитах и др.), часто в ассоциации с магнетитом, а также в щелочных породах. В значительных количествах он иногда наблюдается в пегматитах некоторых типов (сиенитовых) в парагенезисе с полевыми шпатами, биотитом, ильменорутилом и др. В гидротермально измененных изверженных породах ильменит, как правило, наблюдается в разложенном состоянии, будучи превращен в так называемый лейкоксен. Известны также случаи разложения ильменита с образованием механической смеси гематита и рутила с сохранением внешней формы кристаллов ильменита.

Практическое значение. В случае крупных скоплений может являться рудой на титан, используемой в виде TiO₂ в качестве белой краски (титановых белил с высокой кроющей способностью), а также для сплавов с железом для изготовления особых сортов стали и для других целей.

Изоморфный ряд колумбит – танталит (Fe,Mn)Nb₂О₆ – (Fe,Mn)Ta₂O₆. Образуют непрерывный ряд изоморфных смесей. Танталиты встречаются либо почти чисто марганцовистые, либо чисто железистые (промежуточные разности редки). Сингония ромбическая. Цвет черный или буровато-черный. Черта красная или красновато-бурая до красновато-черной. Блеск полуметаллический. Непрозрачны. Твердость 6. Хрупкие. Спайность ясная. Уд. вес 5,15-8,20, увеличивается по мере увеличения содержания Та. По внешним признакам распознать колумбит и танталит очень трудно.

Происхождение. Обычно встречается в пегматитовых жилах в ассоциации с различными минералами, образующимися в более поздние стадии пегматитового процесса: альбитом, кварцем, мусковитом, турмалином, цирконом, вольфрамитом, касситеритом, иногда самарскитом, монацитом и другими. Будучи относительно устойчивыми в зоне окисления минералами, они встречаются в россыпях.

Практическое значение. В случае значительных скоплений этих минералов, они могут иметь промышленное значение как источник ниобия и тантала, используемых в производстве особых сортов сталей и для других целей.

Группа шпинели

В группе шпинели широко представлены изоморфные смеси. В зависимости от сочетаний элементов различают большое количество минеральных видов, имеющих много общих свойств в форме кристаллов, физических признаках и условиях образования. Подавляющая их масса кристаллизуется в кубической сингонии, образуя кристаллы преимущественно октаэдрического облика. Минералы этой группы обладают оптической изотропией, отсутствием спайности, химической и термической стойкостью соединений, довольно высокой твердости и др.

Шпинель MgAl₂O₄. Сингония кубическая. Бесцветные разности наблюдаются редко, большей частью шпинель окрашена в различные цвета. Блеск стеклянный. Оптически изотропна. Твердость 8. Примеси Fe₂O₃ и Сг₂О₃ понижают ее до 7,5-7. Спайность несовершенная. Уд. вес 3,5-3,7

Происхождение. Шпинели наиболее часто встречаются в контактово-метасоматических образованиях среди доломитов и магнезиальных известняков в результате воздействия на них пневматолитовых агентов магмы при высоких температурах. В парагенезисе с ними наблюдаются различные минералы того же происхождения: гранаты, пироксены, хлорсодержащие силикаты и др. Изредка встречается в пегматитах и магматических горных породах. Известны находки ее также в глубинных сильно метаморфизованных породах: гнейсах и кристаллических сланцах. В поверхностных условиях шпинель совершенно устойчива и потому часто встречается в россыпях.

Практическое значение. В качестве драгоценных камней употребляются лишь совершенно прозрачные, лишенные трещиноватости кристаллы. Добыча производится обычно попутно с добычей золота или самоцветов (рубина).

Магнетит FeFe₂O₄. Сингония кубическая. Большей частью встречается в сплошных зернистых массах или в виде вкраплений в изверженных, преимущественно основных породах. В пустотах можно встретить друзы кристаллов. Цвет магнетита железно-черный, иногда с синеватой побежалостью на кристаллах. Черта черная. Блеск полуметаллический. Непрозрачен. Твердость 5,5-6. Хрупок. Спайность отсутствует. Уд. вес 4,9-5,2.

Происхождение. Магнетит образуется в восстановительных условиях и встречается в самых различных генетических типах месторождений и горных пород.

1. В магматических горных породах он обычно наблюдается в виде вкрапленности. С основными породами (габбро) нередко генетически связаны магматические месторождения титаномагнетита в виде неправильной формы скоплений и жил.

2. В незначительных количествах он присутствует во многих пегматитах в парагенезисе с биотитом, сфеном, апатитом и другими минералами.

3. В контактово-метасоматических образованиях он часто играет весьма существенную роль, сопровождаясь гранатами, пироксенами, хлоритами, сульфидами, кальцитом и другими минералами. Известны крупные месторождения, образовавшиеся на контакте известняков с гранитами и сиенитами.

4. Как спутник магнетит встречается в гидротермальных месторождениях, главным образом в ассоциации с сульфидами (пирротином, пиритом, халькопиритом и другими). Сравнительно редко он образует самостоятельные месторождения в ассоциации с сульфидами, апатитом и другими минералами.

5. В экзогенных условиях образование магнетита может происходить лишь в исключительных случаях.

6. При региональном метаморфизме магнетит возникает при дегидратации гидроокислов железа, образовавшихся в осадочных породах при экзогенных процессах, но в восстановительных условиях (при недостатке кислорода).

Практическое значение. Магнетитовые руды, содержащие нередко около 60% Fe, представляют собой важнейшее сырье для выплавки чугуна и стали.

Хромшпинелиды (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)₂O₄. Все относящиеся сюда минеральные виды в природе встречаются в одинаковых условиях и по внешним признакам настолько похожи друг на друга, что практически без химического анализа невозможно отличить разные по составу виды. В практике разведочного и горного дела все они называются просто «хромитами».

Разновидности: по составу различают следующие главные минеральные виды: собственно хромит – FeCr₂O₄ (встречается в метеоритах, в земной коре очень редок), магнохромит – (Mg,Fe)Cr₂O₄, алюмохромит – Fе(Сг,А1)₂О₄ и хромпикотит – (Mg,Fe)(Cr,Al)₂O₄.

Сингония кубическая. Обычно наблюдаются в округленных или не совсем правильной формы зернах и в сплошных зернистых агрегатах. Цвет хромшпинелидов черный. В тонких шлифах полупрозрачны или просвечивают густокрасным или коричнево-красным цветом. Лишь богатые FeO и Fe₂O₃ разности совершенно непрозрачны. Черта бурая. Блеск металловидный. Твердость 5,5-7,5. Спайность отсутствует. Уд. вес 4,0-4,8.

Происхождение. Хромшпинелиды встречаются почти исключительно в магматических ультраосновных породах как в виде вкрапленности, так и в виде сплошных скоплений большей частью неправильной гнездообразной, линзообразной и столбообразной формы. В ассоциации с ними постоянно наблюдаются зеленоватого цвета серпентин, оливин, хромсодержащие хлориты, иногда хромистые гранаты изумрудно-зеленого цвета и др. В некоторых массивах ультраосновных пород с ними парагенетически связаны минералы группы платины и осмистого иридия.

Практическое значение. Хромитовые руды являются единственным сырьем для выплавки феррохрома, используемого в качестве присадки при выплавке высококачественных специальных сортов хромовых и хромоникелевых сталей. Кроме того, в металлической промышленности имеет большое значение хромирование, т. е. покрытие металлическим хромом различных металлических изделий в целях борьбы с коррозией металла. Некоторая часть хромитовых руд идет в химическую промышленность для изготовления различных стойких красок, в кожевенном деле и в приготовлении химических препаратов