Группа купоросов

В группу купоросов объединены водные сульфаты Fe, Mg, Cu, Zn, Mn, Ni и других металлов, образующие налеты, корочки, выцветы, выполняющие пустоты трещин, а также встречающиеся в виде цемента обломочного материала. Минералы этой группы легко растворяются в воде и поэтому встречаются редко. На воздухе, теряя воду, они легко выветриваются. Все купоросы, за исключением эпсомита, характерного для соляных залежей, являются вторичными продуктами окисления сернистых соединений. В группе купоросов можно выделить три ряда: 1) ромбический (эпсомит, госларит, моренозит); 2) моноклинный (бутит, мелантерит, биберит) и 3) триклинный (халькантит).
В структурном отношении все купоросы характеризуются наличием радикалов [SO4], которые между собой увязываются при помощи катионов, находящихся в октаэдрической координации. В эпсомите это Mg(H2O)6, в мелантерите — Fe(H2O)6 и в халькантите — Сu(4Н2O + 2O).
Эпсомит — Mg[SO4]*7Н2O. Эпсомит получил название от минеральных источников Эпсом в Англии. Синоним — горькая соль.
Химический состав: MgO — 16,3%, SO3 — 32,5%, H2O — 51,2%. Иногда содержатся примеси железа, никеля и марганца.
Сингония — ромбическая, вид симметрии — ромботетраэдрический — D2 — 222(3L2). Структурная ячейка содержит Mg4[SO4]4*28H2O; а0 = 11,87, b0 = 12,00, c0 = 6,86; c0 : b0 : c0 = 0,993 : 1 : 0,571. Пространственная группа — D24 — P212121.
Агрегаты и габитус. Эпсомит образует призматические, игольчатые и волокнистые кристаллы, а также налеты, выцветы и сплошные землистые массы. Главной формой на кристаллах эпсомита, обусловливающей его удлиненный облик, является призма {110}, к которой присоединяется ромбический тетраэдр {111} (рис. 326, a).
Физические свойства. Эпсомит белый, иногда бесцветный и прозрачный. Блеск стеклянный. Спайность весьма совершенная по (010). Излом раковистый. Твердость — 2—2,5. Очень хрупкий. Плотность — 1,68. Оптические свойства: двухосный, отрицательный; ng = 1,461, nm = 1,455, nр = 1,433; 2V = 50°.

Диагностические признаки. Диагностическим признаком эпсомита является горький солоноватый вкус. Главные линии на рентгенограммах: 5,9; 4,22; 2,66. Очень хорошо растворяется в воде. П. п. т. плавится и переходит в неплавкую щелочную массу. В закрытой трубке плавится в собственной кристаллизационной воде, при более высоких температурах выделяет подкисленную воду.
Отличие от сходных минералов. Эпсомит можно спутать со многими другими водными сульфатами, от которых его отличают только химическим путем.
Искусственное получение. Эпсомит получен кристаллизацией из чистых водных растворов состава эпсомита при температуре ниже 50° С.
Образование и месторождения. Основная масса эпсомита образуется путем выпадения из водных растворов при температуре выше 31° С. Когда растворы содержат значительное количество магния, выделяется не эпсомит, а кизерит. В некоторых соляных месторождениях наряду с первичным эпсомитом, выпадающим из водных растворов, наблюдается вторичный эпсомит, образующийся за счет гидратации кизерита. Эпсомит соляных залежей известен как в ископаемых месторождениях, так и в современных соляных озерах. Спутниками эпсомита в соляных месторождениях являются галит и кизерит. В озерах эпсомит обычно ассоциирует с мирабилитом, кизеритом и астраханитом, а в зоне окисления рудных месторождений его сопровождают мелантерит и гипс. Эпсомит встречается в ГДР (Штасфурт), где его называют рейхардитом; в озерах США, Мексики, ОАР. В России он осаждается вместе с галитом в озерах Эльтон, Джелонском, Малиновском (Поволжье), Джаман-Клич (Казахстан), а также известен в Крыму (озеро Сасик) и в соляных месторождениях Калуша и Стебника в Прикарпатье.
Разрушение. В сухих условиях эпсомит медленно теряет воду, мутнеет и переходит в шестиводный сульфат магния.
Практическое значение. Эпсомит применяется в текстильной, бумажной, химической и кожевенной промышленности.
Мелантерит — Fe[SO4]*7H2O. Название происходит от греч. слова мелянтерос — чернее (возможно, потому, что из него легко получают черную краску). Синоним — железный купорос.
Химический состав: FeO — 25,9%, SO3 — 28,8%, H2O — 45,3%. Содержит примеси Mg (до 7,45%), Cu — (до 18,8%), Ni, Zn, иногда Mn.
Сингония — моноклинная, вид симметрии — призматический — C2h — 2/m(L2PC). Структурная ячейка содержит Fe4[SO]4*28Н2O; a0 = 14,07, b0 = 6,50, c0 =11,04; а0 : b0 : c0 = 2,168 : 1 : 1,695; в = 105°35'. Пространственная группа — C2h5 — P21/c.
Агрегаты и габитус. Для мелантерита характерны сталактитовые и конкреционные формы, корочки, сплошные стекловидные массы, а также волокнистые и волосовидные агрегаты. Кристаллы этого минерала редки, они имеют ромбоэдровидный, иногда игольчатый и волосовидный облик.
Физические свойства. Цвет мелантерита светло-зеленый, редко темно-серый или серовато-черный. Блеск стеклянный. Часто прозрачный. Спайность совершенная по (001) и четкая по (110). Твердость — 2—2,5. Очень хрупкий. Плотность — 1,8—1,9. Оптические свойства: двухосный, положительный; ng = 1,486, nm = 1,478, nр = 1,471; 2V = 85°.
Диагностические признаки. Признаком мелантерита является сладковатый, терпкий и металлический вкус. Главные линии на рентгенограммах: 4,90; 3,78; 3,23. Растворяется в воде. П. п. т. на угле вначале становится коричневым, потом красным и, наконец, черным, приобретая магнитные свойства.
На кривых нагревания мелантерита наблюдаются три эндотермических эффекта: 1) около 175° С, 2) при 350° С и 3) при 750° С. Первые два соответствуют выделению кристаллизационной воды, а третий — диссоциации сульфата.
Отличие от сходных минералов. Мелантерит похож на многие другие легкорастворимые сульфаты, от которых его определенно можно отличить только химическим путем.
Искусственное получение. Мелантерит кристаллизуется из водного раствора соответствующего состава при температуре до 56° С.
Образование и месторождения. Мелантерит образуется за счет выветривания пирита, марказита и пирротина. В большом количестве он скопляется при окислении сульфидных месторождений в районах вечной мерзлоты. Мелантерит известен в серноколчеданных рудниках Раммельсберга, Рио-Тинто, Фалун. В Советском Союзе значительные скопления мелантерита в виде прослоек в глине вместе с квасцами имеются на правом берегу Оки (притока Ангары) в Сибири, на Урале, а также в ряде мест Донецкого бассейна, Прикарпатья и Закарпатья.
Практическое значение. Мелантерит применяется в красильном производстве для изготовления чернил и в химической промышленности. В технике почти всегда используется искусственный мелантерит, полученный окислением пирита.
Халькантит — Cu[SО4]*5H2O. Название происходит от греч. слова халькос — медь и антос — цветок (медные цветы). Синоним — медный купорос.
Химический состав: CuO — 31,8%, SO332,1%, H2O — 36,1 %. Иногда содержит примеси Mg, Zn и Co.
Сингония — триклинная: вид симметрии — пинакоидальный — Ci—1(c). Структурная ячейка содержит Cu2[SO4]2*10H2O; a0 = 6,12, b0 = 10,69, c0 = 5,96; а0 : b0 : с0 = 0,573 : 1 : 0,558; a97°35'; в = 107°10', у = 77°33'. Пространственная группа — Ci1 — P1.
Агрегаты и габитус. Халькантит встречается в сплошных массах или сталактитовых формах с радиально-волокнистым строением. Кристаллы его редки и имеют короткопризматический и толстотаблитчатый облик (рис. 326, б, в).
Физические свойства. Цвет халькантита голубой, синий, иногда с зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный. Спайность несовершенная по (110). Излом раковистый. Твердость — 2—3. Очень хрупкий. Плотность — 2,1—2,3. Оптические свойства: двухосный, отрицательный; ng = 1,543, nm = 1,537, gp = 1,514; 2V = 56°.
Диагностические признаки минерала — интенсивный небесно-голубой цвет и легкая растворимость в воде. П. п. т. теряет воду, но не плавится.
Искусственное получение. Халькантит получен при медленном выпаривании водного раствора сульфата меди,
Образование и месторождения. Халькантит возникает в результате окисления медьсодержащих сульфидов. Обычно он наблюдается в верхних горизонтах медных рудников, где в старых выработках иногда находят крупные сталактиты. В значительных количествах этот минерал найден в некоторых рудниках США (штат Невада) и Чили.
Практическое значение. В смеси с другими медными рудами халькантит идет в плавку. Искусственный халькантит применяется для борьбы с вредителями виноградников, в химической и красильной промышленности.