title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Группа меди

Группа меди

Из минералов, принадлежащих к группе меди, мы рассмотрим два минеральных вида — медь и электрум.
Минералы этой группы кристаллизуются в гексоктаэдрическом классе кубической сингонии — Oh-m3m(3L44L366L29PC). Кристаллическая структура их характеризуется гранецентрированным кубом с плотнейшей упаковкой атомов, размещенных в вершинах куба и в центре каждой его грани. Размер элементарных ячеек (табл. 41) указывает на возможность образования непрерывных изоморфных смесей между серебром и золотом и ограниченную смесимость этих металлов с медью. Минералы группы меди встречаются в виде кристаллов и кристаллических сростков, часто наблюдаются неправильные зерна с искривленными гранями, закругленными ребрами и неравномерным ростом по разным направлениям, в результате чего образуются широко распространенные среди этих минералов дендритовидные формы. По происхождению минералы группы золота являются либо первичными образованиями, связанными главным образом с гидротермальными и пневматолитовыми процессами, либо вторичными, возникшими на поверхности в процессе разрушения или окисления.


Медь—Cu. Химический состав. Медь обычно бывает химически чистой, иногда содержит примеси Ag, Au и Fe (до 2,5%).
Разности: золотистая медь с содержанием Au до 2—3%; витнеит — с содержанием Au до 11,6%.
Структурная ячейка содержит 4Сu. Пространственная группа — Oh5 — Fm3m.
Агрегаты и габитус. Медь образует неправильные плоские дендриты и пластины, возникающие в трещинах горных пород (рис. 87).

В некоторых месторождениях были встречены сплошные массы меди весом в несколько тонн. Например, в районе Верхнего озера в США найдены отдельные глыбы самородной меди до 1000 т. Правильно образованные кристаллы наблюдаются редко, чаще они имеют кубический габитус (рис. 88, а) с главными формами куба {100}, ромбического додекаэдра {110}, октаэдра {111} и др. Встречаются двойники срастания по (111) (рис. 88, б), реже по (110). Как кристаллы, так и двойниковые образования меди редко развиваются равномерно по всем направлениям. Обычно вместо сплошного кристалла возникает сетка удлиненных, вытянутых в одном определенном направлении скелетных форм или дендритов.
В простых кристаллах рост выражен в основном в направлении четверных осей, и тогда ветви дендрита образуют одна с другой прямые углы. В двойниковых образованиях ветви дендрита вытянуты вдоль двойной оси, параллельной двойниковой плоскости. Физические свойства меди приведены в табл. 41.
Диагностические признаки. Медь легко определяется по цвету, ковкости и плотности. Главные линии на рентгенограммах: 2,085; 1,806; 1,276. В разведенной азотной кислоте растворяется легко, в соляной — труднее. Раствор с излишком аммиака имеет характерный синий цвет. П. п. т. плавится (температура плавления 1083° С).

Отличие от сходных минералов. Самородную медь в сплошных скоплениях можно спутать с никелином и борнитом. Отличия: 1) никелин нековкий имеет буровато-черную черту и более высокую твердость (5); 2) борнит имеет индигово-синюю побежалость.
Искусственное получение. Медь легко получают при восстановлении из раствора органическими и неорганическими веществами. Хорошие кристаллы меди возникают при электролизе.
Образование и месторождения. Самородная медь образуется в различных геологических условиях, но главные ее скопления связаны с гидротермальными и экзогенными процессами. Типичные гидротермальные месторождения самородной меди встречаются очень редко, к ним принадлежит одно из крупнейших месторождений в районе Верхнего озера (штат Мичиган в США), где медь наблюдается в виде цемента в конгломератах и миндалинах основных пород совместно с самородным серебром, цеолитами (алюмосиликаты, содержащие воду), кальцитом (Са[СO3]), кварцем (SiO2) и т. д. В 1915 г. это месторождение давало десятую часть мировой добычи меди, в наше время тут добывается 100 тыс. т меди ежегодно. Гидротермальное происхождение имеют находки самородной меди в базальтах Яновой Долины, Долгого Поля и других мест на Волыни. Образование самородной меди гидротермальным путем может быть объяснено взаимодействием хлоридов меди и железа по такой реакции:
Группа меди

Скопления самородной меди чаще всего возникают в связи с экзогенными процессами, но такие образования редко имеют практическое значение. Самородная медь характерна для нижних частей зон окисления медных сульфидных месторождений. Особенно интересны в минералогическом отношении Турьинские месторождения Урала, самородная медь которых была исследована еще в 1837 г. Г. Розе, а также старые Калмакташские рудники в Казахстане. Образцы самородной калмакташской меди весом в несколько тонн сохранились только в музеях. В некоторых осадочных породах, например в песчаниках, наблюдается самородная медь, цементирующая отдельные песчинки (медистые песчаники), а также выделяющаяся в них в виде конкреций. Такие образования известны в Приуралье, Донбассе, в Подолии, в Наукатском месторождении в Средней Азии и в других местах. В зоне окисления и в осадочных породах самородная медь могла образоваться по таким реакциям:

В экзогенных месторождениях самородная медь встречается вместе с купритом (Cu2O), халькозином (Cu2S), бурыми железняками, малахитом (CuCu(0H)2[CO3]). В них она образует псевдоморфозы по куприту и халькозину, а в старых горных выработках встречаются ее псевдоморфозы по обломкам дерева и выделения на железных предметах. Эта медь называется цементной и образуется по реакции

На земной поверхности самородная медь не устойчива и в кислородных условиях переходит в куприт (Cu2O) и тенорит (CuO), а в водно-воздушной среде — в махалит (CuCu(OH)2 [CO3]) и азурит (Cu2Cu(OH)2[CO3]2).
Практическое значение. Практическое использование меди общеизвестно. Основными отраслями народного хозяйства, которые используют значительное количество меди, являются машиностроение, металлургия, электротехника, приборостроение. Медь используется также для чеканки монет. Нижний промышленный предел самородной меди в промышленных месторождениях равен 0,5%.
Электрум — (Au, Ag). Минеральный вид переменного состава от крайнего члена серебра — Ag до крайнего члена золота Au. Обе разновидности обычно содержат примеси меди и висмута. Кроме того, в серебре обнаруживаются примеси сурьмы и ртути, а в золоте — палладия. Структурная ячейка содержит 4Ag, 4Au. Пространственная группа O5h — Fm3m.

Агрегаты и габитус. Серебро наблюдается в виде тонких пластин, листочков и «вязаных» дендритов. Очень распространены различные проволочные формы (рис. 89). Главным образом серебро встречается в виде неправильных зерен и больших сплошных скоплений — самородков. В месторождении Шнееберг в Саксонии встречен самородок серебра весом 40 т, а в Фрейберге — 5 т. В Чили найдены пластины самородного серебра весом около 1,5 т. Дендриты и «вязаные» формы характеризуются развитием индивидов по четверным осям, в результате чего между ветвями образуются прямые углы и углы в 60°. Дендриты с ветвями, развитыми под прямым углом, являются простыми индивидами, а с ветвями, развитыми под углом 60°, — двойниковыми сростками по (111). В виде кристаллов серебро встречается очень редко. Кристаллы серебра обычно имеют кубический, октаэдрический и значительно реже — додеказдрический габитус; главными формами на них являются куб {100}; октаэдр {111} и ромбический додекаэдр {110}. Отмечены двойники по (111). Повторяясь, они образуют лучистые агрегаты и дендриты. Очень распространены параллельные сростки октаэдрических индивидов.
Золото главным образом наблюдается в виде вкрапленных в породу мелких неправильных зерен, чешуек и пластинок, которые часто трудно различить даже под микроскопом.

В россыпях речных долин встречаются самородки золота окатанной формы, весом от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов. Самый большой самородок «Плита Холтермана» (вес с породой 260 кг, чистый вес — 93,3 кг) был найден на руднике Хилл-Энд в Австралии в 1872 г. Самые большие чистые самородки золота «Приятный незнакомец» (вес 59,67 кг, 1857 г.), «Желанный гость» (вес 68,08 кг, 1869 г.) — также найдены в Австралии, в штате Виктория. Кристаллы золота встречаются редко. Они имеют преимущественно октаэдрический и ромбододекаэдрический габитус (рис. 90) и редко форму кубов. Иногда ромбододекаэдрические кристаллы оказывается вытянутыми вдоль четверной оси и имеют удлиненный облик. Грани кристаллов золота покрыты различной скульптурой И штриховкой (рис. 91). Часто кристаллы золота сдвойникованы по шпинелевому закону по (111) или имеют вид древовидных образований и сетчатых пластин, представляющих собой сростки, сложенные из мелких индивидов (рис. 92).

Физические свойства приведены в табл. 41.
Диагностические признаки. Серебро определяется по характеру агрегатов, цвету, крючковатому занозистому излому, ковкости и плотности. Главные линии на рентгенограммах: 2,37; 2,05; 1,232. Растворяется в HNO3, а также в HCl с выделением характерного белого творожистого осадка AgCl. От H2S чернеет. П. п. т. серебро плавится (температура плавления близка к 960° С).
Наиболее^ характерными свойствами золота являются его золотистожелтый цвет, хорошая ковкость, высокая плотность, неокисляемость на воздухе и низкая твердость (режется ножом). Главные линии на рентгенограммах: 2,35; 2,03; 1,226. В кислотах, за исключением царской водки, не растворяется. П. п. т. плавится (температура плавления 1062° С).
Отличия от сходных минералов. От платины серебро отличается меньшей плотностью и более низкой твердостью (плотность платины 21, 45, твердость — около 4), а также характером агрегатов. Kpoме того, в отличие от платины серебро никогда не встречается в виде вкраплений в изверженных породах. Похожий на серебро аргентит (Ag2S) имеет более темный свинцово-серый или черный цвет. Золото отличается от пирита (Fe[S2]), халькопирита (CuFeS2) и миллерита (NiS) сильным блеском, характерным оттенком цвета, твердостью, ковкостью, нерастворимостью в кислотах.

Искусственное получение. Серебро восстанавливается из растворов его солей органическими и неорганическими восстановителями, а также при помощи электролиза.
Кристаллы золота были получены при действии высокой температуры или кислот на амальгаму золота, а также восстановлением из раствора солей золота и путем электролиза.
Образование и месторождения. Самородное серебро образуется при гидротермальных и экзогенных процессах. Среди гидротермальных месторождений серебра можно выделить три типа: 1) вместе с аргентитом (Ag2S) в кальцитовых жилах, 2) в ассоциации со сложными сернистыми, мышьяковистыми и сурьмянистыми соединениями различных металлов, среди которых особенно распространены кобальтин (CoAsS), саффлорит (CoAs2), арсенопирит (FeAsS) и никелин (NiAs), залегающие в кальцитовых или баритовых жилах, 3) вместе с уранинитом (U2UO7) и никель-кобальтовыми минералами. Важным представителем первого типа является месторождение Конгсберг в Норвегии, где серебро встречается в виде волосовидных агрегатов или массивных проволочных пучков, нанизанных на аргентит или кальцит. Ко второму типу принадлежат месторождения Кобальт в провинции Онтарио в Канаде и Шнеберг в Саксонии. Характерными для третьего типа являются месторождения Яхимов в Чехословакии и район Большого Медвежьего озера в Канаде. В гидротермальных месторождениях серебро могло образоваться из сульфидов под влиянием перегретых водяных паров по реакции:

В экзогенных условиях серебро наблюдается в зоне окисления и в зоне вторичного обогащения сернистых и мышьяково-сурьмянистых серебросодержащих месторождений. Тут оно образуется путем восстановления из сульфатных растворов серебра сульфатом закиси железа по реакции:

Таким образом возникли богатые месторождения серебра в Мексике, западных штатах США (Колорадо, Монтана, Юта, Невада) и в Канаде.
В Советском Союзе неизвестны месторождения со значительными скоплениями самородного серебра. В пределах России серебро наблюдалось в зоне окисления Турьинских рудников, а также в свинцово-цинковых месторождениях Алтая, Казахстана, Забайкалья (Нерчинские рудники), в свинцово-цинковых жилах Закарпатья и других местах. Известны псевдоморфозы серебра по кераргириту (AgCl), пираргириту (Ag3[SbS3]), аргентиту (Ag2S) и стефаниту (Ag5[SbS4]). В условиях земной поверхности самородное серебро неустойчиво и обычно покрывается пленками черного цвета, природа которых еще в достаточной степени не изучена. В районах с жарким климатом самородное серебро преобразуется в кераргирит и другие хлориды серебра.
Главные промышленные типы месторождений золота представлены гидротермальными (коренные месторождения), а также россыпными (вторичные месторождения) образованиями. Золото в виде примесей известно в самых разнообразных горных породах, начиная от магматических и кончая осадочными. В гидротермальных месторождениях, связанных главным образом с кислыми породами, золото содержится в кварцевых жилах в ассоциации с разными сульфидами. Как показывают микроскопические исследования, золото тут выделяется позже других минералов, отлагаясь в них по трещинам. Этим обусловливается плоская, несколько вытянутая форма его зерен. Кроме видимого, различают также «связанное» золото, которое находится в тонкорассеянном состоянии в сульфидах, главным образом в пирите (Fe[S2]) и арсенопирите (FeAsS), и обнаруживается химическим анализом, иногда в заметных количествах (например, в арсенопирите из месторождения Златна в Румынии содержится 0,07% золота, или 700 г/т). Самыми крупными гидротермальными месторождениями золота в России являются Березовское, где 200 лет тому назад впервые в нашей стране было открыто самородное золото, а также месторождения Восточного Забайкалья. Из заграничных месторождений этого типа к крупнейшим относятся месторождения Австралии и Новой Зеландии, западных штатов США, Аляски и Канады. В россыпных месторождениях золото концентрируется за счет разрушения коренных месторождений. Среди россыпных месторождений известны речные и морские россыпи,а также золотоносные конгломераты. В России россыпные месторождения золота находятся во многих районах Урала и Сибири (Енисейском, Ленском, Алданском, Колымском и в других районах). В россыпях Миасского месторождения в 1842 г. был найден самый большой в нашей стране самородок золота весом в 36 кг, который получил название «Большой треугольник» («Мировой монстр»). Золотоносные россыпи за границей известны в США — в Калифорнии и на Аляске (Клондайк, в бассейне р. Юкон), в Австралии (штат Виктория) и в других странах. Как особый тип месторождений золота следует отметить метаморфические конгломераты, которые, вероятно, вначале были золотоносными россыпями. Они особенно развиты в Южной Африке, в Трансваале, где месторождение Витватерсранд до недавнего времени давало около 50% мировой добычи золота. Следует вспомнить также о новообразованиях золота в бурых железняках зоны окисления сульфидных месторождений, которые изучены Ф.В. Чухровым (Майкаин в Казахстане).
Разрушение и псевдоморфозы. На земной поверхности серебро не устойчиво и превращается в различные вторичные минералы, золото устойчиво и преимущественно образует россыпи. По проволочному серебру известны псевдоморфозы аргентита (Ag2S), а золота по калавериту (AuTe2).
Практическое значение. Серебро используется главным образом в сплавах с медью для изготовления серебряных изделий и чеканки монет (72% всей добычи), для ювелирных целей, а также в фото- и химической промышленности. Из всей добычи серебра на долю самородного приходится только около 20%. Главная масса серебра добывается вместе с другими металлами в свинцово-цинковых, медных и золотых месторождениях.
Золото — основной валютный металл. Оно используется также для изготовления предметов роскоши, в приборостроении и в зубоврачебном деле. Минимальное промышленное содержание золота в коренных рудах колеблется от 3 до 5 г/т, а в россыпных составляет не меньше 0,1 г/т.

title-icon Подобные новости