Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Интересно отметить, что были проведены тщательные измерения кристаллической решетки различных по содержанию железа кристаллов сфалерита. Результаты сводятся к следующему:
Фиг. 148. Кристаллическая структура сфалерита
А— расположение центров ионов цинка (черные кружочки) и серы (светлые кружочки); В—та же решетка, изображенная в виде тетраэдров, внутри каждого из которых располагаются центры ионов серы; С—кристаллическая структура, изображенная в виде шаров
Цвет
Бесцветный Буровато-черный Черный Черный
Содержание Fe (в и/0)
0.16 10.31
18.25 26.2
5.412
5.4213
5.431
5.439
Несмотря на то, что ионный радиус железа меньше, чем цинка, размеры элементарной ячейки сильно железистых сфалеритов, как мы ви-
дим, сохраняются почти одинаковыми. Эти результаты согласуются с данными микроскопических исследований богатых железом разновидностей сфалерита в полированных шлифах: главная масса железа в сфалерите присутствует в виде самостоятельного минерала — пирротина (FeS), выделившегося в мельчайших зернышках, являющихся продуктом распада твердого раствора. Эти включения устанавливаются даже в сфалеритах с содержанием железа 5—6°/о. Наличием этих тонкодисперсных включений и объясняется черный цвет сфалерита. Характерно также, что опубликованные анализы о* железистых сфалеритов не показывают каких-либо правильных соотношений между серой и железом, как это устанавливается для типичного пирротина. Облик кристаллов. Сфалерит часто встречается в виде хорошо образованных кристаллов в друзовых пустотах. Облик кристаллов чаще всего
тетраэдрический (фиг. 149), причем положительные и отрицательные формы нередко отличаются характером блеска и фигурами травления. Двойники не редки по (111). Широко развиты полисинтетические двойники, устанавливаемые при травлении под микроскопом. Агре-
Фиг. 149. Тетраэдрические кристаллы сфалерита
Фиг. 150. Метаколлоидный сфалерит концентрически-зонального строения. Лишь первая и третья снизу серые полосы сложены галенитом
гаты. Сплошные массы сфалерита характеризуются явнозернистой структурой, легко распознаваемой благодаря резко проявленной спайности в отдельных зернах. Реже встречаются почковидные формы образований (фиг. 150).
Цвет сфалерита обычно бурый или коричневый; часто черной (мар-матит), реже желтой, красной и зеленоватой окраски. Известны совершенно бесцветные прозрачные разности (клейофан). Черта белая или
светлоокрашенная в желтые и бурые оттенки. Разности, богатые железом, дают коричневую черту. Блеск алмазный. Показатель преломления в Na-свете = 2.37. Отражательная способность низкая —¦ 17.
Твердость 3—4. Довольно хрупок. Спайность весьма совершенная по {110). Объяснение дано было выше (см. стр. 99). Уд. вес 3.5—4.2. Прочие свойства. Электричества не проводит. Обладает полярным термоэлектричеством. Некоторые разновидности при трении или раскалывании фосфоресцируют. Теплота образования Zn-J-S около 40 тыс. кал.
Диагностические признаки. Для сфалерита характерны изометрической формы кристаллические зерна, обладающие спайностью по ромбододекаэдру, т. е. по шести направлениям, отвечающим плоским сеткам в решетке, сложенным атомами цинка и серы. Этим железистые разности сфалерита легко отличаются от весьма похожих на них по цвету, твердости, блеску и по другим признакам вольфрамита— (Fe5Mn)WO4 и энаргита — Cu3AsS4, которые обладают призматическим обликом зерен и спайностью в одном направлении.
П. п. тр. растрескивается, но почти не плавится. В окислительном пламени на угле дает белый налет окиси цинка. В концентрированной HNO3 растворяется с выделением серы.
Происхождение. Главная масса месторождений сфалерита, так же как и галенита, с которым он почти постоянно ассоциирует, принадлежит к гидротермальным месторождениям (см. галенит). В некоторых сульфидных месторождениях он парагенетически бывает связан с халькопиритом.
В экзогенных условиях сфалерит образуется крайне редко. Он был встречен в некоторых осадочных месторождениях угля.
При процессах окисления сфалерит разлагается сравнительно быстро с образованием сульфата цинка, легко растворимого в водах, вследствие чего зоны окисления бывают сильно обеднены цинком (ср. галенит). Если боковые породы месторождения представлены известняками, то в них образуются скопления карбоната цинка — смитсонита.
Искусственно сфалерит получается действием H2S на слабо кислые и щелочные растворы солей цинка. Из кислых растворов выпадает вюртцит.
Практическое значение. Сфалерит является главной рудой цинка. Попутно с цинком из сфалеритовых руд извлекаются ценные редкие металлы: Cd, In и Ga.
При обжиге и плавке полиметаллических руд ZnS, окисляясь в ZnO, в значительной мере улетучивается с отходящими газами. Поэтому обычно прибегают к предварительному обогащению руд с разделением их на свинцовый и цинковый концентраты. Последний после предварительного обжига в особых печах с целью окисления цинка в дальнейшем подвергается восстановительной плавке в закрытых ретортах с перегонкой цинка.
