Кислород – характеристика элемента, распространённость в природе, физические и химические свойства, получение. Кровавая руда: добыча, физические свойства и применение гематита Какие свойства веществ относят к физическим
Fe 2 O 3 (a-Fe 2 O 3)
Греч, «гэматос» - кровь (минерал якобы останавливает кровь) Синонимы: железный блеск, спеку-лярит, железная слюдка, красный железняк
Химический состав. Железо (Fe) 70%, кислород (О) 30%; в титаногематите присутствует примесь титана; в несущественных количествах в химический состав может входить также вода (гидрогематит).
Цвет. Грубокристаллические разности железно-черные до стально-серых, а плотные разности (красная стеклянная голова) стально-серые до ярко-красных.
Блеск. Металлический, полуметаллический, реже тусклый, землистый.
Прозрачность. В тонких пластинках просвечивает темно-красным.
Черта. Вишнево-красная, буро-красная. Твердость. 6,5.
Плотнесть. |,9-5,3.
Излом. Расслаивается на чешуйки.
Сингония. Тригопальная.
Форма кристаллов. Часто пластинчатые, ромбоэдрические и таблитчатые кристаллы.
Кристаллографическая структура. Аналогична структуре корунда.
Класс симметрии. Дитригоналыю-скаленоэдрический.
Отношение осей, с/а =1,366.
Спайность. Отсутствует.
Агрегаты. Листоватые, зернистые, чешуйчатые, плотные, скрытокристаллйческие, натечные, .почковидные (крас-иая стеклянная голова), землистые (гидрогематит), оолитовые (икряной камень, гороховая |руда - железные оолиты). П. тр. Не плавится.
Поведение в кислотах. Медленно разлагается в НС1.
Сопутствующие минералы. Кварц, пирит, магнетит, мартит, карбонаты, хлорит.
Сходные минералы. Ильменит, магнетит, хромиты, франклинит, киноварь.
Практическое значение. Гематитовые руды являются важнейшими рудами железа, мировые запасы которых исчисляются миллиардами тонн.
Происхождение. Разновидности гематита образуются в различных условиях: 1) пневматолитовым путем - чешуйчатый железный блеск, часто встречающийся в оловорудных месторождениях; 2) как продукт вулканических возгонов в кратерах вулканов и в лавах - в виде таблитчатых выделений; 3) пневматолитово-гидротер-мальным или контактово-метасоматическим путем - в виде друз или плотных масс; 4) гидротермальным путем - в виде друз; 5) при морских извержениях - в виде плотных сплошных масс красного железняка; 6) .региональный метаморфизм приводит к образованию гематитовых кварцитов, магнетит-гематитовых кварцитов, гематитовых сланцев.
Месторождения. Зльбингероде, Браунезумпф и другие месторождения в Гарце, Шлейз и другие месторождения в Тюрингенском Лесу, многочисленные месторождения Рудных гор, землистые руды, сложенные красным железняком (комплексные руды), содержащие также минералы никеля и хрома возле Хоэнштейн-Эрнстталя, Вальдгейма, Бёригена, и другие месторождения в саксонских Гранулитовых горах (ГДР). Всемирно известные месторождения о. Эльба; гематит-магнетитовые руды Кривого Рога, Курской магнитной аномалии и др. (СССР); оз. Верхнее (США, Канада); гематитовые сланцы (итабириты) в шт. Минас-Жерайс (Бразилия); крупные месторождения, расположенные в различных районах Африки, и другие месторождения различных районов мира.
Доменный процесс заключается в выплавке чугуна из железных руд в доменных печах.
Для осуществления доменного процесса нужно иметь в необходимых количествах:
огнеупорные материалы.
подготовленные к плавке железные руды,
Руда
Руда - это горная порода, содержащая металл; обычно в руде содержатся металлы в таком количестве, которое позволяет экономически выгодно извлекать металл из руды.
Железные руды представляют собой главным образом окислы железа, соединенные с пустой породой .
Пустой породой называется естественное минеральное соединение, не содержащее железа, например кремнезем (SiO 2), глинозем (Аl 2 O 3) и др.
Для доменного процесса используются руды, в которых содержание железа превышает 25-30%.
В зависимости от химического состава железные руды подразделяются на следующие группы:
Магнитный железняк
Магнитный железняк (магнетит), представляющий собой магнитную окись железа Fe 3 O 1 . В чистом виде магнетит содержит 72,4% железа и 27,6% кислорода и обладает магнитными свойствами.
Наиболее мощным месторождением магнитного железняка является Магнитогорское месторождение , в котором содержание железа доходит до 62%.
В 1940 г. добыча магнитогорской руды составляла 22,5% от общей добычи руды в СССР.
Красный железняк
Красный железняк (гематит) - безводная окись железа (Fe 2 O 3). В химически чистом виде гематит содержит 70% железа и 30% кислорода .
Наиболее крупным в СССР месторождением красных железняков (гематитов) является Криворожское месторождение . В переплавку направляются руды, содержащие 40-60% железа.
Бурый железняк
Бурый железняк (лимонит) - водная окись железа (2Fe 2 O 3 * Н 2 O). В чистом виде лимонит содержит 59,88% железа и 14,43% гидратной воды .
Наиболее крупным месторождением бурых железняков является Керченское месторождение , содержание железа в котором составляет 32,36%.
Руды этого месторождения отличаются также высоким содержанием фосфора (от 0,4 до 1,3%) и присутствием мышьяка от 0,05 до 0,2%.
Шпатовые железняки
Шпатовые железняки (сидериты) FeCO3. В чистом виде сидерит содержит 48,3% железа и 37,9% С O 2 .
Крупное месторождение шпатовых железняков находится на Южном Урале вблизи Бакальского месторождения бурых железняков.
Группы окислов и гидроокислов представляют собой соединения элементов с кислородом, в гидроокислах присутствует гидроксил или , или и другое вместе. Окислы слагают около 17% от веса земной коры. Их общее количество - около 200 минералов. Наиболее распространены окислы и кремния (12,6%) и железа (4%). Наибольшее развитие среди остальных имеют окислы и алюминия, марганца, титана и хрома. Среди окислов выделяют простые и сложные. В простых окислах соотношение между катионами и анионами изменяется от 2: 1 до 1:2 (R 2 O, R 2 O 3 , RO 2). Для сложных окислов характерны двойные соединения типа RO R 2 O 3 .
Для минералов данной группы преобладает ионный тип химической связи. Кристаллохимические структуры характеризуются обычно тетраэдрической или октаэдрической группировкой кислорода и гидроксильных групп. Катионы находятся, таким образом, в четверном или шестерном окружении кислорода. Следует отметить, что двухвалентные ионы кислорода и одновалентные ионы гидроксила имеют почти одинаковые размеры (О 2- 1,32 Å, ОН — 1,33 Å).
Окислы и различного происхождения, но большинство из них возникло при экзогенных процессах в верхних частях земной коры. Ряд эндогенных минералов в поверхностных условиях разлагается и переходит в окислы и гидроокислы. Некоторые окислы, благодаря своей устойчивости в окислительной обстановке и большой твердости, накапливаются в россыпях ( , ).
Ниже рассматриваются наиболее распространенные и важные в промышленном отношении окислы и гидроокислы кремния, железа, алюминия, марганца, титана, хрома и олова.
Окислы и гидроокислы кремния
Кварц SiО2
Образует две модификации: α-кварц - низкотемпературный, устойчивый до 573° С, пригональной сингонии и β-кварц - высокотемпературный, устойчивый в пределах 573 -867° С, гексагональной сингонии. В природе наиболее распространен α-кварц. Последующее описание относится к этой низкотемпературной
разности, называемой в дальнейшем просто кварцем.
Химический состав: Si-46,7%, О - 53,3%. Твердость 7. Уд. вес 2,65. Морфология. Зернистые и кристаллические агрегаты, кристаллы, друзы, щетки, жеоды. Формы граней весьма разнообразны. Характерны грани призмы, тригональной дипирамиды, три-гонального трапецоэдра. Размеры кристаллов бывают весьма разнообразны: от микроскопических выделений до кристаллов-гигантов. Так, в Казахстане в 1961 г. был найден кристалл весом в 70 т, размером с двухэтажный дом.
Рис. 54 Друза кристаллов мориона
По периметру он оброс кристаллами длиной в 1 м. Кристалл кварца показан на рис. 54, а также см. рис. 3, 11, 23. Нередко наблюдаются двойники, сростки (см. рис. 31). Спайность весьма несовершенная. И з л о м раковистый, неровный. Блеск стеклянный (на гранях) до алмазного, жирный, матовый (на изломе). Прозрачен. Цвет. Бесцветен. Окраска обусловлена наличием механических включений, дефектами В решетке, облучением. Молочно-белый, серый, фиолетовый, дымчатый, черный, синий, розовый, зеленый, бурый, желтый и др. Черта. Бесцветная. Разновидности. Горный хрусталь (прозрачный). Аметист (фиолетовый). Дымчатый (раухтопаз). Морион (буро-черный). Цитрин (желтый). Розовый . Молочный . Празем (зеленый). Сагенит (волосатик) - кварц с включением игольчатых выделений рутила. Особые свойства.
Пропускает ультрафиолетовые лучи. Обладает свойством пьезоэлектризации: при механическом воздействии в нем возникают электрические заряды. Диамагнитен. С кислотами не реагирует, за исключением HF. Стоек к выветриванию: разрушается только механически и образует россыпи кварцевых песков. Часто имеет поперечную штриховку на гранях. Происхождение. Возникает в самых различных условиях: магматический (в изверженных горных породах), пегматитовый (в пегматитах), гидротермальный (жильный кварц), в метаморфических и осадочных породах. . Характерен для кислых и средних изверженных пород в ассоциации с полевыми шпатами, слюдой, роговой обманкой. В гидротермальных жилах выделяется с золотом, разнообразным сульфидами, вольфрамитом, касситеритом, топазом, бериллом, кальцитом, баритом и др. Месторождения. Горный хрусталь добывается на Урале, Алдане, Памире. Аметист - на Урале, Кольском полуострове, в Забайкалье, на Украине. Кварцевые разраба-Рис. 55. Прожилок халцедона в разрабатываются во многих районах страны. Зарубежом горный хрусталь добывается в Швейцарских Альпах, в Бразилии, на Мадагаскаре, аметист - в Уругвае. Значение. Для получения кремния. В стекловарении, огнеупорной и химической промышленности. При производстве фарфора и фаянса. В пьезо- и радиотехнике. В строительстве (), в абразивной промышленности. Ювелирное дело.
Халцедон - SiО2
Окрытокристалличеокая разновидность кварца. Твердость 7-8. Уд. вес 2,5-2,6. Морфология. Сплошные массы, натечные, почковидные, сталактитоподобные образования (рис. 55). Под микроскопом обнаруживает параллельно или радиаль-но-волокнистое, а также сферолитоподобное строение агрегатоз. Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Просвечивает. Блеск восковой, матовый. Цвет белый, серый, голубоватый, желтоватый, коричневатый и др. Черта бесцветная. Разновидное т и. Сердолик или карнеол - желто-красный, красный, восково-желтый. Сапфирин- голубовато-серый. Хризопраз - яблочно-зеленый.
Гелиотроп - зеленый с красными пятнами. Агат - полосчатый, красивой окраски разных цветов. Оникс - ленточно-полосатый разной окраски. Яшма - кремнистая плотная порода, главная часть которой слагается халцедоном и кварцем с различными примесями. Кремень - халцедон, сильно загрязненный примесями песка и глины. Происхождение. Гидротермальное. Экзогенное - при выветривании силикатов, в процессе диагенеза. . Ассоциируете кварцем, кальцитом, опалом. Месторождения. Грузия, Крым (Кара-Даг), Восточная Сибирь, Забайкалье (агаты, сердолики), Бразилия, Индия, Уругвай, ФРГ. Значение. Абразивный материал. Поделочный камень. Для изготовления ступок, опорных призм, подпятников в приборах.
Опал - SiО 2 х2H 2 О
Содержание SiO 2 достигает 98- 99%, воды -от 1 до 4%, редко -13-20% Примеси - , . Аморфен. Твердость 5-6. Удельный вес 1,9-2,3. Морфология. Натечные массы, желваки, конкреции, корки, оолиты, иногда землистые агрегаты, псевдоморфозы по различным минералам, животным и растительным остаткам (рис. 56). Спайность отсутствует. Излом раковистый;! Блеск восковой, матовый. Цвет белый, желтый, бурый, зеленый, голубой и др. Черта белая. Разновидности Огненный (красный до медово-желтого). Благородный опал- обнаруживает игру цветов опалесценцию. Отменяющий - псевдоморфозы по органическим остаткам, дереву и др. Молочный - молочно-белого цвета, полупрозрачен. Особые свойства. Обладает опалесценцией (радужной игрой цветов). Диэлектрик. Иногда люминесцирует.
Рис. 56. Псевдоморфоза опала по дереву
Происхождение. Гидротермальное. Экзогенное, в частности биогенное. Опал - главная составная часть кремнистых осадочных пород: опок, трепелов, диатомитов и др. . Ассоциирует с халцедоном, кальцитом, кварцем, киноварью. Месторождения. Опалсодержащие породы пользуются широким распространением в меловых и третичных отложениях нашей страны. Благородные опалы добываются в Австралии, Чехословакии, Венгрии. В СНГ: Урал, Алтай, Забайкалье. Значение. Благородный опал используется как поделочный камень, полудрагоценный камень. Диатомиты и трепела широко используются в красочной, химической и керамической промышленности, в производстве динамита, в качестве отбеливающего материала, для поглотителей, фильтров для тепло- и звукоизоляции.
Окислы и гидроокислы железа
Гематит (красный железняк) - Fe2О3
Название происходит от греческого слова «эматитес» - кровавый камень. Xимический состав: Fe2О3- 100% (Fe - 69,94%). тригональная. Твердость 5-6. У д. вес 5,2. Морфология. Землистые, чешуйчатые, зернистые агрегаты. Натечные, почковидные оолитовые массы. Кристаллы и их сростки (см. рис. 25,1)f Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический, полуметаллический, матовый. В тонких осколках иногда просвечивает кроваво-красным цветом. Цвет кристаллических разновидностей стально-серый до черного, скрытокристалличеоких и землистых - матово-красный и ярко-красный. Черта вишнево-красная. Разновидности. Гидрогематит - тонкокристаллический , содержащий до 8% воды. Железный блеск - кристаллические выделения черного цвета. Железная слюдка - чешуйчатые выделения. Красный железняк- тонко- или скрытокристаллические разности красного цвета. Особые свойства - проводник электричества, .не магнитен, растворяется в концентрированной соляной кислоте, имеет вишнево-красную черту. Иногда - синяя побежалость.
Происхождение. Кон-тактово-метасоматическое (в скарнах). Гидротермальное. Метаморфическое - при метаморфизме бурых железняков. Парагенезис. , кварц, (скарны). , кварц, сидерит, (гидротермальные месторождения). Магнетит, силлиманит (во вторичных кварцитах). Месторождения. Кривой Рог, Казахстан, Курская магнитная аномалия, Грузия, Верхнее озеро (США), Бразилия. Значение, Важнейшая железная руда. Красная краска.
Гётит (онегит) - FeOOH
Название дано в честь И. В. Гёте. Первоначально был назван по месту находки на Волк-острове (на Онежском озере)-онегитом. Однако
Рис. 57. Жеоды гидрогетита
это название в литературе не привилось. В течение длительного периода природные бурые образования гидроокислов железа с предполагавшейся формулой Fe 2 О 3 X nH 2 O относились к лимониту. Однако тщательные исследования показали, что на самом деле лимониты представляют собой гидрогётит или смеси гидрогетита, гё-тита, лепидокрокита и гидрогематита. Обычно в этой смеси преобладает гидрогётит, т. е. с избыточным содержанием воды. Химический -состав: Fe 2 O 3 - 89,86%, Н 2 O- 10,14% (Fe- 62,86%). В решетку частично входит . Обычны примеси кремния, кальция, магния, фосфора, серы, хрома, марганца. ромбическая. Твердость 5-5,5. Уд. вес 4,2. Мор-фология. Сплошные, пористые, ноздреватые массы. Жеоды, почковидные, сталактитовые, оолитовые образования (рис 57 и 58), Редко кристаллы - игольчатые, волокнистые, столбчатые, иногда пластинки и чешуйки. Спайность совершенная, излом неровный, занозистый. Блеск полуметаллический, матовый, шелковистый (волокнистые разности). В тонких сколах просвечивает. Цвет темно-бурый, черный, желтовато-бурый. Черта желтовато-бурая. Разновидности. Гидро-гётит-скрытокристаллические выделения с избыточной водой.
Рис. 58. Конкреция (диаметр 4 см) в оолиты гидрогетита
Часто называется лимонитом или бурым железняком. Особые свойства. Парамагнитен (слабо магнитен). Хрупок. Обладает нередко на поверхности натечных агрегатов золотистой или радужной побежалостью. Происхождение. Образуется в экзогенных условиях за счет окисления и разложения железосодержащих минералов: сульфидов, карбонатов, силикатов и др. Значительные массы бурого железняка возникают в зонах окисления сульфидных месторождений, образуя железные шляпы, состоящие из гётита, гидрогетита, гидрогематита и других вторичных минералов. В виде кристаллов иногда встречается и как эндогенный минерал. Парагенезис. Наблюдается в ассоциации с гидрогётитом, гидрогематитом, гематитом, бёмитом. Месторождения. Орско-Халиловское, Бакальское, Полетаевское (Урал), Керчь (Крым), Липецкое, Кривой Рог. Франция, США, Куба, Чехословакия. Значение. Железная руда.
Магнетит (магнитный железняк) - FeFe 2 О 4
Относится к сложным окислам. Химический состав: Fe - 31,03%, Fe 2 О 3 -68,97% (Fe до 72,4%). Обычно содержит изоморфные примеси титана, ванадия, марганца, магния, алюминия, хрома и др. кубическая. Твердость 5,5-6. Уд. вес 4,8-5,3. Морфология. Зернистые массы, вкрапления в основных изверженных породах. Кристаллы, друзы. Кристаллы обычно октаэдрического, реже додекаэдрического облика (см. рис. 22,5, 4). Иногда двойники. Спайность отеутст вует. Излом неровный. Блеск металлический, матовый. Цвет железно-черный. Черта черная. Разновидности. Титаномагнетит (TiО 2 до 27%). магнетит (Сr 2 О 3 до 12%). Особые свойства Сильно магнитен. Хрупок. Иногда с синеватой побежалостью на гранях кристаллов. Наблюдается штриховка, параллельная длинной диагонали ромбов (для ромбододекаэдров).
Происхождение, парагенезис. Магматическое (в основных породах в ассоциации с ильменитом, апатитом, халькопиритом). Метасоматическое (с апатитом, пироксеном, гранатом, амфиболами, пиритом, гематитом). Гидротермальное - в качестве спутника пирротина, пирита, халькопирита, сфалерита, гематита. Метаморфическое - железистые кварциты. Месторождения. Кусинское, Кочконарское, горы Высокая, Благодать, Магнитная (Урал), Кривой Рог, КМА, Соколовское, Сарбайское (Казахстан) и др. За границей: США (Верхнее озеро), Румыния, Швеция, Ю. Африка. Значение. Важнейшая руда на .
Окислы и гидроокислы алюминия
Корунд - Аl 2 О 3
Химический состав: Аl 2 O з - 100% (Аl - 52,91%). Содержит примеси хрома, железа, титана, марганца, никеля, ванадия и др. Сингония тригональная. Твердость 9. Уд. вес 4. Морфология. Мелкозернистые агрегаты. Кристаллы дипира-мидальные, боченкообразные, призматические (см. рис. 25,6). Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Блеск алмазный, стеклянный, металлический (для наждака). Прозрачен или просвечивает в тонких осколках. Цвет. Обычно синеватый, желто-серый, а также - коричневый, красный, зеленый, черный, фиолетовый. Бесцветный - при отсутствии примесей. Разновидности. Рубин (красный). Сапфир (синий). Наждак - зернистая корундовая порода с примесью гематита, магнетита и других минералов. Особые свойства. Хрупок. Нерастворим в кислотах. После алмаза обладает самой большой твердостью среди минералов.
Происхождение и парагенезис. Магматическое и пегматитовое в связи со щелочной магмой в ассоциации с полевыми шпатами, биотитом, мусковитом, гранатом. Гидротермально-метасоматическое- во вторичных кварцитах в ассоциации с андалузитом, мусковитом, кварцем, диаспором, гематитом, рутилом и др. Метаморфическое (с дистеном, мусковитом, силлиманитом). Накапливается также в россыпях. Месторождения. Казахстан, Украина, Якутия, Урал, Индия, Бирма, Афганистан, Шри Ланка (главным образом - рубины и сапфиры). Значение. Абразивный и огнеупорный материал. Прозрачные и окрашенные разновидности применяются в приборостроении, часовом деле, в ювелирной промышленности.
Гидраргиллит (гиббсит) -Аl(ОН)3
Название происходит от двух греческих слов: «гидро» - , «аргиллос» - белая глина. Xимический состав: Al 2 O 3 - 65,35% (Аl -34,6%), Н 2 О - 34,65%. Сингония моноклинная. Твердость 2,5-3. Уд. вес 2,4. Морфология. Землистые, натечные агрегаты, фарфоровидные массы, мелкие кристаллики, тонкодисперсные частицы. Кристаллы таблитчатые, реже- столбчатые. Спайность весьма совершенная. Блеск стеклянный, перламутровый. Прозрачен или просвечивает. Цвет белый, бесцветный, сероватый, розоватый, зеленовато-белый. Черта белая. Особые свойства. Спайные листочки упруги. От капли спиртового раствора ализарина порошок становится ярко-розовым.
Происхождение и парагенезис. Образуется в зоне гипергенеза как экзогенный минерал в бокситах и латеритах в ассоциации с диаспором, каолинитом, окислами и гидроокислами железа. В коре выветривания образуется за счет изменения хлоритов, оливина, полевых шпатов, нефелина, каолинита и др. Встречается так же, как низкотемпературный гидротермальный минерал. Месторождения. Совместно с диаспором встречается в месторождениях боксита (Тихвинское, Ленинградская обл., Урал, Казахстан, Зап. Сибирь). Значение. Для получения окиси алюминия.
Диаспор - АlOОН
Назван от греческого слова «диаспора» - расстояние, вследствие распада минерала на мелкие куски при нагревании. Химический состав: Аl 2 O 3 -84,99% (Аl -44,98%), Н 2 О -15,01%. Сингония ромбическая. Твердость 6,5-7. Уд. вес 3,3- 3,5. Морфология. Листоватые, чешуйчатые, волокнистые, натечные образования. Метаколлоидные массы. Изредка кристаллы таблитчатого, столбчатого или игольчатого вида. Спайность совершенная. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет желтовато-бурый, белый, зеленоватый, серый, розовый, светло-фиолетовый.
Черта белая. Разновидности. Полиморфной разновидностью диаспора является бёмит. Это пример диморфизма. Бёмит назван в честь немецкого химика И. Бёма, открывшего и описавшего его под названием боксита. Бёмит четко, отличается от диаспора при рентгеноструктурном анализе. По физическим свойствам очень с ним схож. Отличается только твердостью (3,5- 4). В качестве разновидностей выделяют также железо-марганец-и хромсодержащий . Особые свойства. Очень хрупок. Диэлектрик. В пробирке при прокаливании распадается на мелкие белые чешуйки. Происхождение и парагенезис. В виде тонко-чешуйчатых агрегатов встречается в экзогенных месторождениях бокситов в парагенезисе с гидраргиллитом, бёмитом и другими минералами. Встречается в метаморфических породах с корундом, наждаком, серицитом, каолинитом, пиритом, топазом. Иногда гидротермального происхождения. Месторождения. Урал, Узбекистан, Казахстан, Кавказ, США, Венгрия, Япония, Греция. Значение. В составе бокситов (см. рис. 50) вместе с гидраргиллитом и бёмитом используется для получения алюминия.
Окислы и гидроокислы марганца
Пиролюзит - МnO 2
Название происходит от двух слов греческого происхождения: «пир» - огонь, «лойсис» - мытье. Минерал использовался для обесцвечивания стекла. Химический состав: ,МnO 2 - 100% (Мn - 63,19%). Содержание адсорбционной и капиллярной воды достигает иногда нескольких процентов. Примеси- , щелочные . Сингония тетрагональная. Твердость 6-6,5 (для кристаллов), 1-2 (для землистых разностей). Уд. вес 5. Морфология. Землистые, сажистые, сплошные кристаллические и скрытокристаллические массы. Дендриты. Оолиты. Корки. Конкреции. Иногда лучистые и зернистые агрегаты. Кристаллы длинно- и короткопризматические. Спайность совершенная. Излом неровный, землистый. Блеск металлический, матовый. Цвет темно-стально-черный (в агрегатах), стально-серый (на кристаллах). Черта черная, синевато-черная Особые свойства. Хрупок. Иногда дает синеватую побежалость. При сплавлении с содой образует массу зеленого цвета. В концентрированной соляной кислоте растворяется с выделением хлора.
Происхождение и парагенезис. Возникает главным образом при процессах гипергенеза (в экзогенных условиях). Большие массы отлагались в различные геологические эпохи в прибрежных частях морей и озер при доступе кислорода. Ассоциирует с псиломеланом, манганитом, опалом, халцедоном, минералами глин. В зоне выветривания возникает за счет разрушения марганецсодержащих минералов. Здесь характерна его ассоциация с гидрогётитом, опалом, глинистыми минералами. Месторождения. Чиатура (Грузия), Никополь (УССР), Индия, Чехословакия, ЮАР. Значение. Важнейшая руда на .
Псиломелан (черная стеклянная голова, вад)
Название происходит от характера поверхности и цвета: греч. «спсилос» - гладкий, «меланос» - черный. Собирательное название для богатых марганцевых руд, сложенных рядом марганецсодержащих минералов. Формула собственно псиломелана имеет следующий примерный состав: mМmО nМnO 2 рН 2 O. Содержание Мn02 составляет 60-80%, МnО - 7-20%, Н 2 O - 4-6%. В состав входят: : , и др. Сингония ромбическая. Твердость 5-6 (у землистых разностей меньше). Уд. вес 4-4,5. Морфология. Землистые и плотные тонкокристаллические агрегаты, иногда натеки, конкреции, оолиты, дендриты. Блеск полуметаллический, матовый. Непрозрачен. Цвет железно-черный, черный. Черта коричневато-черная, черная. Особые свойства. Хрупок. Легко растворяется в соляной кислоте с выделением хлора. Горячий раствор псиломелана в смеси серной кислоты и воды (равные количества) окрашивается в розовый или розовато-фиолетовый цвет (реакция Фаддеева). Этой реакцией отличается от пиролюзита, который реакции не дает. Происхождение и парагенезис. Образуется в зоне окисления месторождений марганцевых руд в экзогенных условиях в ассоциации с пиролюзитом, гётитом и др. Встречается в месторождениях осадочного происхождения в виде конкреций, плотных прослоек и оолитов. Месторождения. Чиатура, Никополь, Индия, США. Значение. Руда на .
Окислы титана
Рутил - ТiO 2
Название произошло от латинского слова «рутилус» - красноватый. Химический состав: ТiO 2 -100% (титана 59,95%). Часто содержит примеси железа, ниобия (до 5%), тантала, ванадия и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6-6,5. Уд. вес 4,2-4,4. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты. Кристаллы имеют призматический, столбчатый и игольчатый облик (см. рис. 24,4). Нередки коленчатые и сердцевидные двойники и тройники. Спайность совершенная. Излом раковистый. Блеск металловидный, алмазный. В тонких сколах прозрачен. Цвет красновато-бурый, красный, бурый, желтый, синеватый, фиолетовый, зеленый, черный. Черта желтая до светло-коричневой. Разновидности. Нигрин - железосодержащий черного цвета (Fe 2 O 3 до 11%). Сагенит - игольчатый в кварце, слюдах и др. Особые свойства. Хрупок. Грани кристаллов часто покрыты вертикальной штриховкой или бороздками и бугорками. Нерастворим в кислотах. Происхождение и парагенезис. Возникает в различных условиях. В пегматитах, связанных с основными породами. Метаморфическое - в кварцитах, гнейсах, сланцах, в ассоциации с хлоритом, тальком, серицитом. Гидротермальное-с кварцем, ильменитом, магнетитом, гематитом, иногда - с корундом. В россыпях. Месторождения. Урал, Казахстан, Мадагаскар, Норвегия. Значение. Руда на .
Ильменит (титанистый железняк)-FeTiO 3
Назван по местности - Ильменским горам на Урале. Минерал относится к сложным окислам. Химический состав: FeO - 47,34%, ТiO 2 - 52,66%. Состав непостоянен. Содержатся примеси Fe2O3, магния и марганца, а также ниобия и др. Сингония тригональная. Твердость 5-6. Уд. вес 4,6-4,8. Морфология. Плотные образования неправильной формы. Зерна таблитчатые, кристаллы от мелких до крупных (до нескольких десятков сантиметров). Формы кристаллов - толсто-таблитчатые, пластинчатые (см. рис. 25,2). Спайность весьма несовершенная. Излом раковистый. Блеск металлический, полуметаллический. Непрозрачен. В очень тонких сколах просвечивает красно-бурым цветом. Цвет железно-черный со стально-серым оттенком. Черта черная, буровато-черная. Разновидности. Пикро-ильменит (железо изоморфно замещается магнием, содержится MgTiО 3 более 20% или 9% и более MgO) - встречается в кимберлитах Якутии. Среди образцов горных пород, привезенных с Луны, установлены (ТiO 2 -54,2%, FeO-43,94%) и разновидность пикроильменита - гейкилито-ильменит (ТiO 2 - 56,3%, FeO - 32,39%, MgO - 9,63%). Особые свойства. Слабо магнитен. Порошок слабо растворяется в соляной кислоте. После кипячения порошка ильменита в серной кислоте, после охлаждения и добавления капли перекиси водорода наблюдается оранжево-желтое окрашивание. Происхождение и парагенезис. Магматическое - в основных изверженных породах образует жилы и вкрапленность и ассоциации с титаномагнетитом. В пегматитах щелочной магмы - в ассоциации с цирконом. Наблюдается в россыпях. Месторождения. Ильменские горы, Украина, Алтай, Кольский полуостров, Якутия, США, Канада, Франция. Значение. Руда для получения титана.
Окислы хрома
Хромит (хромистый железняк)-FeCr 2 O 4
Название дано по составу. Химический состав: FeO - 32,09%, Сr 2 O 3 - 67,91%. Присутствует изоморфные примеси магния, цинка и алюминия. Содержание магния, железа, алюминия и хрома может значительно варьировать. Сингония кубическая. Твердость 5,5-7,5. Уд. вес 4,2-5,0. Морфология. Зернистые массы, вкрапленные округлые зерна, редко кристаллы октаэдрического облика (см. рис. 22,5). Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический до жирного. Цвет черный. Черта бурая. Происхождение и парагенезис. Магматическое, в связи с утльтраосновными породами в ассоциации с оливином, магнетитом, платиной, гранатом и др. Месторождения. Урал, Казахстан, Закавказье, Куба, Ю. Родезия, Югославия. Значение. Основная руда для получения хрома.
Окислы олова
Касситерит (оловянный камень) - SnO 2
Название происходит от греческого слова «касситерос» - . Химический состав: SnO 2 - 100% (Sn -78,77%). Содержит примеси железа, тантала, ниобия, титана, марганца, вольфрама и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6-7. Уд. вес 6,5-7,0. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты, еферолиты, иногда скрытокристаллические массы. Кристаллы дипирамидальные, призматические, часты двойники (см. рис. 24, 7, 8). Спайность несовершенная. Излом неровный, полураковистый. Блеск от алмазного до матового. Иногда металлический - на гранях. Цвет различный- от бесцветного до черного: бурый, коричневый, желтый, оранжевый, красный, серый, зеленый, белый. Черта белая, серая, желтая, бурая. Разновидности. Деревянистое - плотные полосчатые или конкреционные образования. Особые свойства. В катодных лучах светится зеленовато-желтым цветом. На гранях наблюдается штриховка. Характерна реакция на («оловянное зеркало»): кристаллы касситерита на нагретой цинковой пластинке при действии соляной кислотой покрываются металлическим оловом.
Происхождение и парагенезис. Пневматолитовое - связан с кислыми изверженными породами, грейзенами и пегматитами. Наблюдается с кварцем, мусковитом, альбитом, топазом, турмалином, флюоритом, тантало-ниобатами. Гидротермальное - в ассоциации с сульфидами, магнетитом, шеелитом, молибденитом, вольфрамитом, кварцем, топазом и др. Часто встречается в россыпях как устойчивый минерал. Месторождения. Восточные районы СНГ (Колыма, Приморье, Забайкалье), Средняя Азия, Казахстан, Боливия, Бирма, Малакка, ГДР, США. Значение. Важнейшая руда на олово.
Руды. В химической формуле минерала феррум дополнен кислородом. Оксид красноват, в порошке напоминает запекшуюся кровь. Алой она становится, если растворить истолченный в воде. Создавая единую массу , частицы смотрятся .
Состав гематита бывает дополнен примесями оксидов и . Порой, в минерал входит и вода. Ее бывает до 8%. На оксид могут приходиться 14%. Доля дуэта титана с кислородом не превышает 11%.
Гематит – минерал . Под этим понятием геологи подразумевают кристаллические, тела. Они однородны, существуют обособленно, или входят в состав горных пород.
Так, гематит является примесью ко многим , окрашивая их в . Алыми оттенками железной руде обязаны, так же, некоторые , и .
Свойства гематита
Свойства минерала обусловлены его составом и строением. Обилие железа дает металлический . Редко, встречается гематит. Камень бывает не только , но и бурым, а так же, ярко-.
Цвет обусловлен концентрацией оксида железа и количеством сторонних примесей. Вода, к примеру, значительно разбавляет краски, сводя их вместо в алый спектр.
Красный гематит чаще встречается в скрытокристаллических массах. Они могут быть натечными, напоминать металлические пузыри. Такие шаровидные формы геологи именуют конкрециями.
Часть руды слоиста, а часть представлена . Последние, зачастую, и темно-. Кстати, у кристаллов гематита есть отдельное название – спекулярит.
На фото гематит в кристаллах напоминает таблички, или широкие пластины. Агрегаты камня так и называются, пластинчатыми и таблитчатыми. Встречаются и ромбоэдрические кристаллы. Но, их всего 5-10%. Под ромбоэдрическими понимают агрегаты в виде объемных ромбов. У них 6 граней.
От агрегатного состояния героя статьи зависит его прочность. В кристаллах хрупкий. От минерала легко откалываются кусочки, а при ударах образуются трещины. В скрытокристаллических массах гематит прочнее.
Его, напротив, больше у кристаллов, доходит до 6,5 баллов. В конкрециях отличается лишь 5,5-6-ю баллами. Показатели снимаются со . В ней 10 делений.
На каждом из них стоит минерал-маркер с ровно в 1 балл, 2,3, и так далее. Если на гематите оставляет царапины 6-бальный камень, а железная руда, в свою очередь, следит на 5-бальном, значит, сама тянет примерно на 5,5.
Если взять средний показатель гематита, а это 6 баллов, самоцвет можно сравнить с рубином. То есть, герой статьи годится для украшений, но рекордсменом твердости не является. До алмаза еще 4-ре балла. Значит, хранить изделия из гематита нужно бережно, избегая контакта с более твердыми и прочными камнями, металлами.
За счет присутствия железа, гематит тяжел. Плотность минерала на 2 балла выше среднего показателя самоцветов. Вместо 3-ех граммов на кубический сантиметр масса железной руды равна почти 6-ти.
Напоминая внешне , гематит лишен прозрачности. Слегка просвечивают лишь бурые и алые кристаллы. Спайности и они, и скрытокристаллические массы минерала лишены. Это значит, что у самоцвета нет определенных осей, по которым тот склонен раскалываться. Если случаются повреждения, они хаотичны.
Месторождения и добыча гематита
Гематит распространен. Это вызвано способностью камня образовываться, как на глубинах, так и на поверхности земной коры. Первый путь формирования геологи именуют эндогенным, а второй – экзогенный.
На глубинах гематит входит в состав гранитоидов, сиенитов, и . В них герой статьи появляется на поздних стадия кристаллизации пород из раскаленной магмы.
На поверхности же планеты железная руда становится частью эффузивных масс. Их еще именуют изверженными. Эффузивные породы образуются при разливе лавы по поверхности земли. Из минеральной массы высвобождаются газы. В этот-то момент и появляется спекулярит. Так называют слюдоподобную форму гематита.
Находят железную руду и в местах контактного метаморфизма, там, где на уже образовавшиеся породы воздействуют давление и температура. Так образуются железистые , и .
Найти героя статьи получается даже в осадочных массах, к примеру, оолита. Там гематит встречается в виде линз. В случае же метаморфических месторождений минерал, как правило, заполняет трещины в породах. На глубинах залегает сплошными массами.
Применение гематита
Будучи оксидом феррума, гематит служит железной рудой. Далее, стоит говорить уже о применении металла. Так, железо нужно для выплавки и . Феррум, так же, входит в некоторые с .
Растолченный гематит купить стремятся производители красок и карандашей. В обоих случаях герой статьи служит красителем, давая алые и бурые тона. Интересно, что порошком гематита выполнена часть наскальных узоров, коим, по заявлениям ученых, 30 000-35 000 лет. Получается, в качестве красящего героя статьи использовали еще на рубеже Ледникового периода.
На фото кулон со вставками гематита
Применяют железную руду и в деле. Работают, в основном, со сплошными массами минерала. Они проще обрабатываются. Отсутствие прозрачности и хрупкость гематита подразумевают огранку в виде .
Из них составляют . Можно встретить браслет из пегматита . В перстни самоцвет тоже вставляют, как и в . Порой, минерал не обрабатывают. Так, пластинчатые кристаллы руды нарастают друг на друга, уменьшаясь в размерах к центру. Получаются сростки, похожие на бутоны . Их так и вставляют в . Обычно, это гематит в серебре и недрагоценных сплавах.
Не обходится и без сувенирной продукции из оксида железа. На прилавки выставляют , подсвечники и яйца на подставках, и без них. Учитывая плотность гематита, товар тяжел. А тяжела ли окатанный камешек оценивают в 100-500 рублей, в зависимости от наличия обрамления металлом и его количества.
На фото серебряное кольцо с гематитом
Кольца из гематита предлагают за 200-400 рублей. Это ценник за сплошной перстень, без металлических дополнений. эффектны, но пользуются спросом не только благодаря эстетике. Люди тянуться еще и к магическим, лечебным свойствам минерала.
Магические и лечебные свойства гематита
Магические свойства гематита тесно связаны с лечебными. Раз камень влияет на систему кровообращения, значит, способен наделять качествами, свойственными людям, в чьих жилах кровь, как говориться, кипит.
Самоцвет пробуждает храбрость, делает мужественным. Поэтому, на вопрос, кому подходит гематит , раньше отвечали: — «Мужчинам». Однако, в современном мире границы между полами стерты. Мужественность не помешает женщинам-спасателям, пожарным, военным.
Лечебные свойства гематита не просто ускоряют кровеносные потоки, но и прочищают места закупорки сосудов. Иначе, усилить кровообращение не удалось бы. Еще Теофласт писал, что железная руда уберегает от анемии.
Греческий философ, так же, писал о влиянии гематита на репродуктивную функцию, работу почек и печени. Правда, последним органам герой статьи помогает лишь когда причина заболеваний связана с недостаточным кровообращением.
Украшения из гематита
Если с гематитом приобретаются не только ради блеска, но и магических , рекомендованы в медном обрамлении. Если надежды возлагаются на лечебные свойства , нужны модели с обилием железняка.
У минерала есть слабый магнетизм. Он оказывает общеукрепляющее действие, повышает иммунитет. Поскольку магнетизм слаб, для должного эффекта нужны бусы в несколько рядов, или несколько , надетых одновременно.