Menu

Глава 7. Группы рудных минералов

ГЛАВА 7. ГРУППЫ РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ ПО ФИЗИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭТАЛОННЫХ МИНЕРАЛОВ. ТАБЛИЦЫ-ОПРЕДЕЛИТЕЛИ.
СТАНДАРТНЫЕ СХЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 
РУДНОГО МИНЕРАЛА И АНШЛИФА

 

Из большого числа рудных минералов можно выделить характерные соединения трех типов: самородные элементы (металлы), сульфиды и подобные им соединения и окислы – соединения металлов с кислородом. Они значительно отличаются по физическим свойствам, что облегчает диагностику .

1. Самородные элементы, такие как, Au, Ag, Fe, Cu, Pt обладают физическими свойствами идеальных металлов, т.е. ковкостью, тягучестью, металлическим блеском (непрозрачностью для света), проводимостью тепла и электричества, высокой плотностью. Свойства их обусловлены, прежде всего, металлическим типом электронной связи между атомами. Тип связи определяет строение кристаллических решеток и оптические свойства. Для рудных минералов важными свойствами являются отражательная способность и твердость. Самородные металлы являются, как правило, наиболее высокоотражающими объектами и имеют низкую твердость. К числу типичных рудных минералов относится также гексагональная модификация самородного углерода – графит, отличающийся низким отражением.

2. Сульфиды, такие как: галенит – PbS, сфалерит – ZnS, миллерит –NiS, киноварь – HgS, пирротин – FeS, ковеллин – CuS – не обладают свойствами металлов. Они в основном хрупкие, слабо проводят электрический ток, обладают средней отражательной способностью, некоторые частично пропускают свет. Электронные связи между химическими элементами, входящими в кристаллические решетки сульфидов, имеют ионный или смешанный типы, что и обусловливает резкое различие их оптических свойств. Многие сульфиды обладают широкой анизотропией физических свойств, в том числе твердости и отражательной способности. В эту группу рудных минералов относятся также многочисленные селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения, среди которых много важных в промышленном отношении минералов.

3. Окислы, например магнетит – Fe2+ Fe3+2O4, гематит – Fe2O3, рутил – TiO2, куприт – Cu2O, ильменит – FeTiO3, хромит – FeCr2O4, еще больше отличаются от металлов отсутствием пластичности, электропроводности. Окислы, как правило, отличаются низкой отражательной способностью и высокой твердостью. Многие окислы пропускают свет. Типы химических связей в окислах различны, что обусловливает их широкие различия в физических свойствах.

Роль самородных металлов, сульфидов и окислов в образовании месторождений различна. Самородные металлы исключительно редко образуют месторождения, а сульфиды и окислы являются главными компонентами многочисленных месторождений.

Наиболее важные рудные минералы, образующие месторождения:

Самородные элементы:

Кобальтин – CoAsS

Медь – Cu

Лëллингит –FeAs2

Серебро – Ag

Арсенопирит – FeAsS

Золото – Au

Платина – Pt

Блеклые руды: теннантит – Cu12As4S13 – тетраэдрит – Cu12Sb4S13

Углерод – С (Графит)

Прустит – Ag3AsS3

 

Пираргирит – Ag3SbS3

 

Буланжерит – Pb5Sb4S11

Сульфиды и подобные им соединения:

Окислы и другие кислородные соединения:

Халькозин – Cu2S

Куприт – Cu2O

Галенит – PbS

Гематит – α-Fe2O3

Сфалерит – ZnS

Ильменит – FeTiO3

Киноварь – HgS

Браунит – Mn2O3

Пирротин – Fe1-xS

Шпинель – MgAl2O4

Никелин – NiAs

Магнетит – FeFe2O4

Миллерит – NiS

Хромшпинелиды – (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4

Пентландит – (FeNi)9 S8

Рутил – TiO2

Халькопирит – CuFeS2

Касситерит – SnO2

Борнит – Cu5FeS4

Колумбит – (Fe,Mn)Nb2O6 – танталит – (Fe,Mn)Ta2O6

Кубанит – CuFe2S3

Пиролюзит – MnO2

Ковеллин – CuS

Лопарит – (Na,Ce,Ca)(Nb,Ti)O3

Аурипигмент – As2S3

Гетит – гидрогетит

– HFeO2,- HFeO2 ž ag

Стибнит – Sb2S3

Псиломелан – mMnO ž MnO2 ž nH2O

Висмутин – Bi2S3

Малахит – Cu2[CO3][OH]2

Молибденит – MoS2

Вольфрамит – (Mn,Fe)WO4

Пирит – FeS2

Шеелит – CaWO4

Сперрилит – PtAs2

Циркон – ZrSiO4

 

К эталонным минералам относятся: пирит, галенит, блеклые руды, сфалерит. Диагностические свойства их приведены в табл. 1.

 

Таблица 1

Диагностические свойства эталонных минералов

 

Свойства

Эталонные рудные минералы

Сфалерит

Блеклые

руды

Галенит

Пирит

Химический состав

ZnS

Cu3(Sb,As)S3

PbS

FeS2

Сингония

куб

куб

куб

куб

Отражение

17–18 %

28–30 %

44 %

54.5 %

Цвет

Серый

Серо-белый с оливково-коричневым оттенком

Белый

Светло-желтый

Анизотропия

Изотропен

Изотропен

Изотропен

Изотропен

Внутренние рефлексы

Бесцветные, желтые, буро-красные

Коричнево-красные

 

Отсутствуют

Отсутствуют

Твердость

по Моосу

 

H, кГ/мм2

 

3.5–4

 

153–270 кГ/мм2

 

3–4

 

308-397 кГ/мм2

 

2.5

 

64-110 кГ/мм2

 

6–6.5

1144–

1374 кГ/мм2

Полируемость

 

Хорошая

 

 

Хорошая

 

 

Хорошая

 

Посредствен-ная, при длительном полировании хорошая.

Формы зерен, внутреннее строение

Зернистые агрегаты, но индивиды не видны, можно выявить травлением. Характерны полисинтетиче-ские двойники.

Зернистые агре-

гаты, травлением можно выявить зональность в кристаллах.

Зернистые агрегаты, совершенная спайность, треугольные выколки.

Зернистые агрегаты, кристаллы кубических и пентагон-додекаэдрич форм.

Часто встречающиеся совместно минералы

Халькопирит, галенит, блеклые руды, пирротин

Халькопирит, сфалерит, галенит, арсенопирит

Сфалерит, пирит, халькопирит, минералы серебра и др.

Марказит, халькопирит, сфалерит, золото и др.

Магнитность

Немагнитен

Немагнитен

Немагнитен

Немагнитен

Важно усвоить свойства этих минералов, для того чтобы на практике легко их узнавать и использовать для диагностики других минералов. Главное достоинство предлагаемой группы эталонов заключается в широкой распространенности в различных месторождениях, устойчивости их свойств, стандартных цветах, силе отражения и др. Например, уменьшение коэффициента отражения в ряду: пирит-галенит-блеклая руда-сфалерит происходит в интервале 10–15 %, что соответствует интервалу восприимчивости глаза. Это позволяет легко по «методу контакта» ориентироваться в справочных таблицах. Также закономерно возрастает микротвердость в ряду: галенит-сфалерит-блеклая руда-пирит, (от 2.5 до 6.5), что позволяет использовать примитивную схему определения групп твердости по «методу царапания». На примере эталонов усваиваются такие диагностические свойства как эталонные цвета: белый (галенит) и серый (сфалерит), «внутреннее строение» (треугольники выкрошивания у галенита) и «внутренние рефлексы» (сфалерит и блеклая руда) и др.

Свойства других минералов, включенных в курс «Рудная минераграфия» приведены в форме стандартных таблиц-определителей.

Пример работы с таблицей-определителем

В качестве примера рассмотрим таблицу С.А. Юшко и В.В. Иванова (Приложение 4), приведенную в работе С.А. Юшко «Методы лабораторного исследования руд» (1984). Таблица составлена с использованием основных физических свойств рудных минералов, которые студент определяет в лабораторных условиях. Представленные в таблице минералы разбиты на 36 групп в зависимости от свойств.

Рекомендуется, прежде всего, определить характер анизотропии минерала. По этому признаку минералы делятся на две большие группы. Точное определение анизотропности позволит резко ограничить круг поиска минерала.

Далее следует определить степень отражения. В каждой группе как изотропных, так и анизотропных минералов, первая вертикальная графа слева имеет обозначение: «Отражение». Она разделена на три подраздела (снизу вверх): «равная сфалериту и меньше», «равная галениту и меньше» и «больше галенита». Примерное определение коэффициента отражения по эталонам позволяет ограничить поиск минерала до 3-7 групп.

Определение цвета минерала в отраженном свете не представляет большой трудности, но решает еще одну задачу - отделяет «ясно окрашенные» минералы, которых, к примеру, среди анизотропных минералов, не так много. Это свойство обозначено во второй вертикальной графе таблицы: «Окраска минерала».

Следующая вертикальная графа – «Внутренние рефлексы в порошке», позволяет выделить минералы с ясно выраженными внутренними рефлексами, что особено важно в группах бесцветных минералов.

Последняя графа перед определение номера диагностической группы – «Твердость». Определение твердости студентами выполняется в

кабинетных условиях быстро двумя способами. По методу царапания медной и стальной иглами определяется класс твердости: «высокая», «средняя» и «низкая». На микротвердометре МПТ-3 уточняется значение микротвердости.

Определение диагностической группы сужает поиск минерала, но еще не решает окончательно задачу определения. Некоторые группы являются весьма сложными по набору минералов, например №№ 7, 10, 15, 22 и др. Далее следует использовать все дополнительные свойства по справочникам: морфология зерен, внутреннее строение, парагенетические ассоциации, цветовые оттенки, и др. Большую помощь могут оказать микрохимические реации, при наличии набора стандартных реактивов. Определение некоторых минералов может быть уверенным только путем анализа химического состава и рентгенограммы.

 

Стандартные схемы исследования рудного минерала и аншлифа

Схема исследования минерала:

1. Оценивается коэффициент отражения (относительно эталонов) или измеряется на спектрофотометре.

2. Определяются: цвет, анизотропия, двуотражение, цветные эффекты, наличие внутренних рефлексов, микротвердость методом царапания.

3. Проверяется наличие магнитности.

4. Изучается форма и внутреннее строение зерен.

5. По таблице свойств определяется минерал и группа аналогов.

6. По справочникам уточняются признаки и делается выбор.

7. Если определение затруднено, то уточняется микротвердость на приборе ПМТ-3 и по таблице твердости минералов еще раз определяется минерал.

8. В случае если минерал не удалось определить по табличным данным:

– готовят образец для микрозондового анализа для уточнения химического состава;

– готовят препарат для рентгеновского изучения.

Схема описания аншлифа:

1. Определяется макроскопически текстура образца.

2. Определяется полный минеральный состав под микроскопом.

3. Количество минеральных фаз и их объем:

– главные минералы (> 1 %);

– второстепенные минералы(< 1 %);

– редкие минералы (единичные зерна).

4. Измеряются размеры зерен всех минералов.

5. Выделяются закономерные срастания парагенезисы и ассоциации.

6. Анализируются возрастные взаимоотношения между минералами и ассоциациями.

7.Определяется последовательность образования, составляется ее схема.

8.Определяется структура, тип оруденения.

9.Делается заключение о генезисе.

10. Намечаются места для иллюстрации доказательств.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:2747 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:5572 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:2762 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Признаки наличия разрывных нарушений

Для установления разрывных нарушений при геологическом картировании и других исследованиях существует ряд признаков, которые можно выявить как прямыми наблюдениями, так и косвенными методами. К выявляемым прямыми наблюдениями признакам, свидетельствующим о наличии...

01-10-2010 Просмотров:7667 Геологическое картирование, структурная геология

Буримість гірських порід

Буримість гірських порід –це їх здатність руйнуватися у вибійних умовах. Буримість визначається сукупністю геологічних і техніко-технологічних факторів і характеризує витрати часу і коштів на руйнування порід при бурінні свердловин. Основні геологічні фактори...

25-09-2011 Просмотров:4216 Механіка гірських порід

Виміру, виконувані супутниковими приймач…

Відзначимо, що основне призначення GPS - військове. З метою виключення несанкціонованого використання системи в ефемериди супутників навмисне вносяться перекручування, а також спотворюються показання годин супутників і несуча частота (так званий...

30-05-2011 Просмотров:4333 Інженерна геодезія