Характеристика и диагностические признаки минералов типа сульфидов.

Задача работы Ознакомление с основными свойствами и диагностическими признаками минералов типа сульфидов и их аналогов. Приобретение и закрепление навыков практического определения наиболее распространенных минералов данного типа.

Учебный материал. Учебная коллекция минералов, шкала твердости Мооса, компас, фарфоровая пластинка, определители минералов.

Методические указания. С химической точки зрения сульфиды являются производными сероводорода H₂S. В некоторых минералах место серы занимают As, Sb, Se и Te (арсениды, антимониды, селениды и теллуриды). Всего в настоящее время насчитывается около 260 сернистых и аналогичных им иминералов, но широко распространены и встречаются в больших количествах только около 20 из них. Мы рассмотрим только сернистые соединения, то есть минералы класса сульфидов. В основном это соединения железа с серой. На долю сернистых соединений других металлов приходится лишь 0,01%. Роль сульфидов, как основных руд цинка, меди, свинца, серебра, сурьмы, висмута, никеля, кобальта, молибдена, ртути и др., очень велика.

Сульфиды, как правило, непрозрачны, обладают сильным металлическим блеском (исключения составляют сфалерит, киноварь, аурипигмент и реальгар, имеющие алмазный блеск), большой плотностью и сравнительно невысокой твердостью (твердость варьирует от 1 у молибденита до 6.5-7 у пирита и арсенопирита, причем преобладают минералы с твердостью 2-3).

Пирит (FeS₂). «Пирос» – по-гречески «огонь». Синонимы: серный колчедан, железный колчедан. Является самым распространенным минералом из типа сульфидов. Сингония кубическая. Пирит часто образует правильные кристаллы в виде кубов с взаимно перпендикулярной штриховкой на гранях, реже пентагон-додекаэдров и октаэдров. Нередко образует друзы (см. рис. 11а), вкрапленность в различных горных породах, сплошные зернистые массы. Цвет светлый соломенно-желтый. Черта зеленовато-черная. Блеск металлический. Твердость 6,5-7. Спайности нет. Излом неровный. Уд. вес около 5. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: хорошо отличается от других сульфидов по цвету, форме кристаллов и высокой твердости (легко царапает стекло). Практическое значение. Важный вид сырья для получения серной кислоты, иногда извлекают примеси - кобальт, золото, серебро, медь, селен и т.д.

Марказит (FeS₂). Сингония ромбическая. В отличие от пирита никогда не встречается в виде кубических кристаллов. Облик кристаллов таблитчатый, часто наблюдаются шаровидные конкреции, а также почковидные, гребенчатые и копьевидные агрегаты. Физические свойства те же, что у пирита. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: от пирита отличается формой кристаллов, в плотных массах, в свежем изломе имеет зеленоватый оттенок. От других сульфидов отличается по форме кристаллов и минеральных агрегатов, цвету и высокой твердости (так же, как и пирит, оставляет царапину на стекле). Практическое значение. В отличие от пирита, марказит не образует крупных месторождений, но тоже может использоваться для производства серной кислоты.

Арсенопирит (FeAsS). Синоним: мышьяковый колчедан. Сингония моноклинная. Кристаллы обычно имеют призматический облик - от короткостолбчатых, до шестоватых и игольчатых. Агрегаты - зернистые и шестоватые. Цвет оловянно-белый до стально-серого. Часто наблюдается побежалость желтого цвета. Черта серовато-черная. Блеск металлический. Твердость 6. Спайность несовершенная. Уд. вес 6. Хрупок, электропроводен. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: При скользящем ударе молотком выбиваются искры, причем появляется характерный чесночный запах, по которому минерал легко отличается от похожего (особенно в минеральных агрегатах) по внешнему виду и твердости пирита. Практическое значение. Арсенопиритовые руды являются основным сырьем для получения мышьяка, используемого в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями, а также в красочной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Пирротин (FeS) (точнее Fe_n-1S_n - от Fe₆S₇ до Fe₁₁S₁₂). Синоним: магнитный колчедан. Сингония гексагональная. Кристаллы очень редки. Обычно они имеют таблитчатый, реже столбчатый или пирамидальный облик. В основном встречается в сплошных массах или в виде вкраплений неправильной формы. Цвет бронзово-желтый, иногда с бурой побежалостью. Черта серо-черная. Блеск металлический. Твердость 4. Хрупок. Спайность несовершенная. Уд. вес 4,5. Магнитен. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: характерный цвет и магнитность. От пирита отличается более низкой твердостью (не оставляет царапины на стекле) и характерным бронзовым цветом. Практическое значение. Может быть использован для производства серной кислоты (содержит до 40% серы).

Халькопирит (CuFeS₂). «Халькос» – по-гречески «медь», «пир» – «огонь». Синоним: медный колчедан. Сингония тетрагональная. Кристаллы редки. Чаще всего они имеют октаэдрический или тетраэдрический облик. Обычно встречается в сплошных и зернистых массах и в виде вкрапленности. Цвет латунно-желтый, часто с разноцветной (синей, зеленой, красной) побежалостью. Черта черная или зеленовато-черная. Блеск металлический. Твердость 3,5-4. Спайность несовершенная. Уд. вес 4,2. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: от пирита отличается более ярким желтым цветом, значительно меньшей твердостью, радужной побежалостью и отсутствием кубических кристаллов. Практическое значение. Важнейшая руда на медь.

Борнит (Cu₅FeS₄). Синоним: пестрая медная руда, «павлинья руда». Сингония кубическая. Кристаллы встречаются исключительно редко. Обычно наблюдается в сплошных массах и в виде вкраплений. Цвет на свежем изломе темный медно-красный, на воздухе очень быстро покрывается синей или пестрой побежалостью. Черта серовато-черная. Блеск металлический. Твердость 3. Спайность отсутствует. Уд. вес 5-5,2. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: от халькопирита отличается цветом, от пирита - цветом, значительно меньшей твердостью, радужной побежалостью и отсутствием кубических кристаллов. Практическое значение. Важная руда на медь.

Ковеллин (CuS). Синоним: медное индиго. Сингония гексагональная. Кристаллы встречаются чрезвычайно редко и имеют вид мелких тонких табличек. Обычно ковеллин наблюдается в виде тонких примазок и пленок или синевато-черных порошковатых масс Цвет ярко-синий (индигово-синий) или темно-синий с переливами («цвета пера крыла самца птицы голубя»). Черта серая до черной. Блеск полуметаллический, тусклый. Твердость 1.5-2. Хрупок. Уд. вес 4,6. Практическое значение. Руда на медь.

Галенит (PbS). Синоним: свинцовый блеск. Сингония кубическая. Кристаллы встречаются в виде кубов. Образует зернистые, сплошные агрегаты, нередко встречается в друзах (рис. 26).

Рисунок 26. Друза кристаллов галенита

Цвет свинцово-серый. Черта серовато-черная. Блеск металлический. Твердость 2-3. Спайность совершенная по кубу. Уд. вес 7,5. Хрупок. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: от других сульфидов отличается по цвету, совершенной спайности по кубу, высокому удельному весу и низкой твердости.Часто встречается совместно со сфалеритом. Практическое значение. Важнейшая руда на свинец.

Сфалерит (ZnS). Синоним: цинковая обманка (в связи с трудностью его диагностики по внешнему виду). Сингония кубическая. Облик кристаллов чаще всего тетраэдрический; агрегаты сплошные, зернистые. Цвет сфалерита обычно бурый или коричневый до черного, реже - желтый до бесцветного. Нередко прозрачен или просвечивает. Черта от белой или светло-желтой - у светлоокрашенного до коричневой - у черного сфалерита. Блеск алмазный. Твердость 3-4. Довольно хрупок. Спайность совершенная по ромбододекаэдру. Уд. вес около 4. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: от других сульфидов отличается по цвету, алмазному блеску и совершенной спайности по ромбододекаэдру. Часто встречается совместно с галенитом. Практическое значение. Важнейшая руда на цинк.

Антимонит (стибнит) (Sb₂S₃). Дословный перевод названия минерала «антимонашеский». Синоним: сурьмяный блеск. Сингония ромбическая. Кристаллы удлиненно-призматические, столбчатые, с грубой штриховкой по длине. Антимонит встречается также в виде сплошных зернистых, часто радиально-лучистых, реже спутанно-волокнистых агрегатов, а также в виде вкраплений в кварце. Иногда образует красивые друзы. Цвет и черта свинцово-серые. Иногда наблюдается синеватая побежалость. Блеск металлический. Спайность совершенная. Твердость 2-2,5. Хрупок. Уд. вес 4,6. Диагностические признаки: от других сульфидов, особенно от похожих на него по цвету галенита и молибденита, отличается удлиненно-призматической формой кристаллов с вертикальной штриховкой, низкой твердостью и синеватой побежалостью. Легко плавится даже в пламени свечи. Если чиркать спичкой вдоль удлинения кристаллов – можно ее зажечь. Практическое значение. Важнейшая руда на сурьму. Сурьма преимущественно идет на изготовление сплавов, обладающих антифрикционными свойствами, а также используется в резиновой промышленности и для производства ядохимикатов.

Молибденит (MoS₂)_. Синоним: молибденовый блеск. Сингония гексагональная. Молибденит обычно наблюдается в листоватых, чешуйчатых агрегатах, реже образует мелкие шестиугольные пластинчатые кристаллы. Цвет свинцово-серый. Черта серая, на бумаге – голубовато-серая. Блеск металлический. Твердость 1, пачкает руки, жирен на ощупь. Спайность весьма совершенная, легко расщепляется на тончайшие листочки. Уд. вес 4,7-4,8. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: от других сульфидов, особенно от похожих на него по цвету галенита и антимонита, отличается очень низкой твердостью и весьма совершенной спайностью. Очень похож на графит, от которого отличается по голубоватому цвету черты на бумаге и по минеральным ассоциациям (минералам-спутникам). Практическое значение. Молибденит является единственным промышленным источником молибдена.

Киноварь (HgS). Название от арабского – «кровь дракона». Сингония тригональная.Встречается в виде мелких короткостолбчатых или ромбических кристаллов. Гораздо чаще наблюдается в виде вкрапленных, неправильных по форме зерен, иногда в сплошных массах, а также в виде порошковатых примазок и налетов. Цвет яркий темно-красный, иногда со свинцово-серой побежалостью. В тонких обломках прозрачна. Черта красная. Блеск алмазный. Твердость 2-2,5. Хрупкая. Спайность совершенная. Уд. вес 8. Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: Надежным отличием от всех сходных минералов является ярко-красный цвет, алмазный блеск, низкая твердость, высокая плотность и положительная реакция на ртуть (если киноварь нагреть в открытой пробирке, дает возгон металлической ртути, при этом выделяется SO₂). Кислоты, кроме царской водки, и щелочи на киноварь не действуют. Практическое значение. Является единственной рудой на ртуть и природной краской, широко использовавшейся живописцами эпохи Возрождения.

Аурипигмент (As₂S₃). Название происходит от латинских слов: «аурум» – «золото» и «пигментум» – «краска». Раньше считалось, что минерал содержит золото. Сингония моноклинная. Кристаллы обычно имеют призматический облик. Характерны листоватые, слюдоподобные, зернистые агрегаты. Цвет лимонно-желтый или золотисто-желтый. Черта того же цвета, но светлее. Блеск от алмазного, до перламутрового. Твердость 1-2. Спайность весьма совершенная. Листочки гибкие, но не упругие. Твердость 1,5-2. Уд. вес 3,5. Теряет цвет (выцветает) с течением времени на ярком свету. Происхождение. Встречается в гидротермальных месторождениях в ассоциации с минералами, образующимися при низких температурах: с реальгаром, антимонитом, марказитом, пиритом, а также с кварцем, кальцитом, гипсом и др. Диагностические признаки: Надежным отличием от всех сходных минералов является золотисто-желтый цвет, алмазный или перламутровый блеск, низкая твердость, весьма совершенная спайность. Часто встречается совместно с реальгаром. Применение. Являетсясырьем для получения мышьяка и применяется в производстве желтой краски для живописи.

Реальгар (AsS). Сингония моноклинная. Кристаллы коротко-призматические, мелкие. Встречаются также сплошные зернистые агрегаты или землистые, рыхлые массы, налеты. Цвет оранжево-красный, реже темно-красный. Полупрозрачен. Черта светло-оранжевая. Блеск алмазный. Твердость 1,5-2. Спайность совершенная. Уд. вес 3,5. Под действием света теряет окраску и, разрушается (превращается в порошок). Диагностические признаки и отличия от сходных минералов: яркий цвет, алмазный блеск, низкая твердость (легко режется ножом). Важный признак – постоянная ассоциация с аурипигментом. При нагревании пахнет чесноком. Применение. Также как и аурипигмент, являетсясырьем для получения мышьяка и применяется в производстве желтой краски для живописи.

Задания. Познакомившись с образцами эталонной коллекции минералов, вспомнив основные понятия, приемы определения физических свойств минералов и методику работы с таблицами определителей, студенты практикуются в самостоятельном определении минералов класса сульфидов. Каждому студенту необходимо определить по 3-4 образца (по выбору преподавателя).

Оформление работы. Работа выполняется в учебной тетради, где приводятся результаты определения физических свойств каждого образца минерала с указанием его названия.

Контрольные вопросы

1. Какие минералы относятся к сульфидам?

2. Какие физические свойства характерны для большинства сульфидов?

3. Назовите диагностические признаки пирита.

4. По каким свойствам пирит отличается от марказита и арсенопирита?

5. Как отличить пирит от пирротина?

6. Как отличить молибденит от графита?

7. В чем отличие пирита от халькопирита?

8. Перечислите сульфиды, являющиеся рудой на медь.

9. Какие сульфиды содержат цинк и свинец?

10. Какую спайность имеют пирит, галенит, молибденит?

11. Какой из сульфидов является самым тяжелым?

12. Как отличить галенит от антимонита?

13. По каким признакам легко узнать аурипигмент и киноварь?

14. Перечислите сульфиды, не обладающие металлическим блеском.

15. Какой из сульфидов имеет самую высокую твердость? Какую?

16. Какой из сульфидов имеет самую низкую твердость? Какую?

17. Какие сульфиды имеют яркоокрашенную черту?

18. Какие сульфиды содержат сурьму и мышьяк?

19. Как отличить галенит от молибденита?

20. Какие сульфиды наиболее широко распространены в природе?

Поиск по сайту: