Рис. 17. Рудная зональность вокруг гранитного плутона Рамберг, южнее Тале, Нижний Гарц (по А. Циссарцу, Л. Бауманну, К-Д. Вернеру).
1 — антимонит; 2 — сидерит; 3 — галенит — сфалерит; 4 — пирит — халькопирит — флюорит; 5 — флюорит; 6 — вольфрамит — пирит — кварц; 7 — арсенопирит — пирит — кварц; 8 — форланд Гарца; 9 — порфир; 10 — гранит; 11 — контактовый ореол; 12— граувакки, глинистые сланцы,
![](13790_html_19b359e2.png)
Рис. 18. Поперечный разрез главной жилы
(Штрасберг-Нёйдорфская система жил) в районе шахты Глазебах (Oelsner, Kraft, Schutzel, 1958). В пределах зон минерализации различными путями формируются специфические минеральные образования и скопления минералов; они обнаруживают зависимость от условий температуры и давления внутри геологических объемов, где локализуются процессы минералооб-разования. С внедрением магматических масс связаны геологические движения, особенно тектонического характера, приводящие к образованию разрывов во вмещающих породах и в самих магматических телах. Возникающие трещины в дальнейшем заполняются пегматитовыми расплавами, пегматит-пневматолитовыми до гидротермальных растворами, находящимися под высоким давлением.
Трещины в течение того или иного геологического отрезка времени или в ходе истории развития Земли, охватывающей сотни миллионов лет, могли неоднократно приоткрываться. При каждом повторном приоткры-вании трещин в них вновь проникали минералообразую-щие растворы, большей частью отличающиеся от предшествовавших (рис. 3, 19). Одной из задач минералогического изучения является упорядочение всего многообразия минералов по составу и времени образования. При этом особый интерес представляют разнообразие габитуса кристаллов, кристаллические сростки и особенности огранки (см. табл. 3 и приложение 1А) минералов.
Результаты комплексного исследования минералов и установленные минералогические закономерности служат предпосылкой успешных поисков месторождений. Многочисленные минеральные парагенезисы группируются в серии, различающиеся по последовательности образования (см. приложения).
Некоторые минералы, например кварц и пирит, представляют собой так называемые сквозные минералы. Они начинают кристаллизоваться уже в пневматолито-вую фазу и еще ранее и сопровождают минеральные выделения вплоть до гидротермальной серии. Для других минеральных фаз устанавливается различная интенсивность выделения в пределах разных температурных интервалов.
![](13790_html_m60995f9c.png)
Рис. 19. Гидротермальное выполнение трещины.
Парагенезис серебросодержащей сфалерит-арсенопирит-халькопирит-галенит-родохрозитовой дайки в гнейсах Бранд близ Фрейберга в Рудных горах (по В. Маухеру).
1 — биотитовые гнейсы; 2 — столбчатый кварц; 3 — сфалерит (серебросодержащая цинковая обманка); 4 — арсенопирит; 5 — родохрозит (марганцовый шпат); 6—галенит (свинцовый блеск); 7 — халькопирит (медный колчедан); 8 — кальцит (известковый шпат). КОНТАКТОВЫЙ МЕТАМОРФИЗМ И КОНТАКТОВЫЙ МЕТАСОМАТОЗ В контактовых породах, особенно вокруг гранитных массивов, встречаются разнообразные минеральные ассоциации. В контактовых зонах на вмещающих породах сказывается влияние температуры, давления и прежде всего летучих компонентов магматического расплава. Минеральные образования (минеральные парагенезисы) в области контакта зависят от состава преобразуемых горных пород.
Если, например, контактовому метаморфизму подвергаются глинистые породы (богатые алюминием), то возникают, в частности, андалузит-кордиеритовые роговики с биотитом и кварцем. Если метаморфизм испытывают известняки, доломиты, известковые, доломитовые или известково-доломитовые мергели, то формируются известково-силикатные роговики с весьма разнообразными минералами, в том числе диопсидом, везувианом, гроссуляром, андрадитом. Они иногда сильно обогащены магнетитом (магнетитовые скарны) или рудами цветных металлов, содержащими халькопирит, пирротин, сфалерит, арсенопирит (полиметаллические скарны). ДИНАМОМЕТАМОРФИЗМ С горообразующими процессами связано появление большого числа специфических минеральных перагене-зисов. При этом возникают такие породы, как гнейсы, гнейсо-сланцы, слюдяные сланцы, филлиты, амфиболиты, гранатовые породы, эклогиты, серпентиниты и др. ХАРАКТЕРНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ПАРАГЕНЕЗИСЫ Мусковит, альмандин, кварц — мусковит-гранат-слюдяные сланцы
Мусковит, кварц, дистен, альмандин — дистен-гранат-слюдяные сланцы
Мусковит, кварц, дистен, ставролит — ставролит-слюдяные сланцы
Мусковит, биотит, калиевый полевой шпат, плагиоклаз, кварц — слюдяные гнейсо-сланцы или парагнейсы
Амфибол, плагиоклаз, гранат, рутил — плагиоклазовые амфиболиты и т. д. МИНЕРАЛЬНЫЕ ПАРАГЕНЕЗИСУ ХЕМОГЕННО-ОСАДОЧНЫХ ПОРОД, МИНЕРАЛЬНЫХ И РУДНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В экзогенной зоне земной коры минеральные образования исключительно разнообразны прежде всего благодаря химическим процессам разложения и осаждения (химическое выветривание) под влиянием кислорода атмосферы, углекислоты и воды. Процессы разрушения минералов происходят весьма различно. Они зависят от устойчивости минералов и от характера самого процес* са (химическое разложение, медленное или быстрое механическое разрушение).
Приведем несколько примеров:
твердые минералы (кварц, алмаз, касситерит, хромит и др.) с трудом разрушаются механическим и химическим путем;
мусковит легко разрушается механическим, но трудно разлагается химическим путем;
оливин, биотит, сульфиды (лирит, халькопирит, пирротин и др.) подвержены быстрому разложению. Легко разрушающийся оливин, представленный сплошными массами (перидотит), разлагается с образованием землистых окислов железа (лимонит, гидрогематит) и отчасти гидросиликатов никеля (гарниерит, никелевый хлорит);
породообразующие минералы — полевые шпаты, фельдшпатоиды, пироксены, амфиболы, гранаты и др.— разрушаются медленнее или быстрее в зависимости от характера выветривания. Продуктом выветривания полевых шпатов обычно является каолинит — главная минеральная составная часть большинства почв.
Над месторождениями сульфидов меди, золотоносного пирита, свинцово-цинковых руд под действием грунтовых вод формируются так называемые «шляпы» (зоны окисления). В результате химического разложения образуются следующие минеральные парагенезисы:
лимонит в месторождениях пирита;
куприт, азурит, малахит в сульфидно-медных месторождениях;
гемиморфит (каламин, галмей), церуссит, кальцит, доломит и др. в свинцово-цинковых месторождениях.
![](13790_html_m34ef5999.png)
Рис. 20. Рудные жилы в гнейсах или других породах. Ниже уровня грунтовых вод происходит образование сульфидных рудных минералов или самородных металлов, таких, как медь, серебро, золото. Сульфидные руды, прежде всего медные, слагают вторично обогащенные металлом зоны (зоны цементации) с ковеллином, борнитом, халькозином и др. Процессы их формирования в химическом отношении очень сложны. Разнообразие минералов в этих хемогенно-осадочных парагенезисах чрезвычайно велико. Осаждение минералов и возникновение минеральных скоплений может происходить благодаря деятельности организмов, ассимиляции минерального вещества растениями и усвоению его скелетами животных. Образуются такие карбонатные соединения, как кальцит, арагонит, доломит, сидерит и иногда пирит, фосфаты (например, вивианит или фосфорит).
При процессах испарения соленосных участков морских бассейнов в осадок выпадают такие минералы солей, как галит (каменная соль), сильвин, карналлита также ряд минералов — ангидрит, гипс, кальцит, доло-мит. Все эти минералообразующие процессы часто находят свое выражение в возникновении соответствующих парагенезисов.
К книге приложены три диагностические таблицы для определения минералов по различным свойствам, (см. приложения 2А и 2Б). МИНЕРАЛЫ ОТ А ДО Я 1. АВГИТ Ca(Mg, Fe, Al)[(Si, Al)2O6]
![](13790_html_mf96355f.png)
Греч, «ауге» — блеск (кристаллы авгита часто имеют блестящие грани) Минерал группы пироксенов
Химический состав. Изменчив; окись кальция (СаО) 16—20%, окись магния (MgO) 11,5—17,5%, закись железа (FeO) 5—10%, окись железа (F2O3) 1,5—8%, окись алюминия (А12О3) 4,5—7,8%, окись титана (ТiO2) 0,2— 1,25%, двуокись кремния (SiO2) 46—50,5%.
Цвет. Черный с буроватым оттенком, зеленовато-черный, темно-зеленый.
Блеск. Стеклянный.
Прозрачность. Непрозрачный, просвечивающий.
Черта. Белая.
Твердость. 5—6.
Плотность. 3,3 — 3,5.
Излом. Раковистый.
Сингония. Моноклинная.
Форма кристаллов. Короткостолбчатые, игольчатые, толстотаблитчатые.
![](13790_html_m3645f120.png)
Кристаллическая структура. Простые цепочки ионов. Класс симметрии. Призматический — 2/m. Отношение осей. 1,1:1: 0,6; |3 105°.
Спайность. Средняя по призме; угол между плоскостями спайности 87 и 89° (см. рисунок — базальное сечение с трещинами спайности).
Агрегаты. Сплошные, зернистые, плотные, игольчатые. П. тр. Плавится в черное стекло.
Поведение в кислотах. Лишь титанавгит полностью растворяется в кипящей соляной кислоте. Сопутствующие минералы. Плагиоклазы, биотит, магнетит, пирит, халькопирит и др. Сходные минералы. Роговая обманка (амфибол). Практическое значение. Не имеет.
Происхождение. Чаще всего породообразующий минерал различных магматических пород; встречается прежде всего в основных эффузивных породах, в том числе в базальтах, отчасти в андезитах, фонолитах и вулканических пеплах. Распространен повсеместно. 2. АЗУРИТ Си3[ОН/СО3]2, или 2CuC03-Cu[OH]2 Франц. «азур» — лазурно-синий, небесно-голубой Синоним: медная лазурь (водосо-держащий карбонат меди)
Химический состав. Окись меди (СиО) 69,2% (Си 55,3%), двуокись углерода (СО2) 25,6%, вода (Н2О) 5,2 %.
Цвет. Лазурно-синий, темно-синий, также зеленовато-фиолетовый (фото 7).
Блеск. Стеклянный.
Прозрачность. Просвечивающий, непрозрачный. Черта. Кобальтово-синяя, бледно-синяя, небесно-голубая.
Твердость. 3,5—4, хрупкий.
Плотность. 3,5—4. Излом. Раковистый.
Сингония. Моноклинная.
Форма кристаллов. Часто встречаются красивые многогранные кристаллы, образующие мелкие друзы; короткие, длиннопризматические, толстотаблитчатые кристаллы.
Класс симметрии. Призматический — 2/m.
Отношение осей. 0,851 : 1 : 1,762; р = 92°24'.
Спайность. Совершенная по (100).
Агрегаты. Плотные зернистые массы, радиально-лучи-стые агрегаты, землистые скопления. П. тр. Плавится, в восстановительном пламени дает королек меди.
Поведение в кислотах. Растворяется в соляной кислоте (с шипением).
Сопутствующие минералы. Малахит, халькопирит, куприт, блеклая руда, халькозин, карбонаты. Сходные минералы. Вивианит, лазурит. Практическое значение. Иногда используется как медная руда.
Происхождение. Азурит почти всегда встречается совместно с малахитом, при этом медная лазурь замещается малахитом. Типичный минерал зон окисления сульфидно-медных месторождений.
Месторождения. Шесси близ Лиона (Франция); Колы-вань и Нижний Тагил (СССР); Цумеб (Намибия); Копьяпо (Чили); в ГДР в районе Тюрингенского краевого разлома у Заальфельда, Камсдорфа и в других местах. 3. АКСИНИТ Ca2(Mn, Fe) A12[OH/BO3/Si4O12]
Греч, «аксине» — топор
![](13790_html_1f8f3e14.png)
Химический состав. Кальциевый боросиликат сложного состава. Содержание кальция остается более или менее постоянным, а содержания марганца, железа и магния сильно меняются; примечательно участие летучих компонентов (вода и окисные соединения бора).
Цвет. Фиолетовый с зеленоватым оттенком, серый, гвоздично-коричневый.
Блеск. Стеклянный; минерал просвечивающий.
Черта. Белая.
Твердость. 6,5—7.
Плотность. 3,3.
Излом. Раковистый.
Сингония. Триклинная.
Форма кристаллов. Многогранные, клиновидные.
Класс симметрии. Пинакоидальный— 1.
Отношение осей. 0,779:1:0,978; а=88°04', р=81°36', Y = 77°42'.
Спайность. Средняя до несовершенной.
Агрегаты. Зернистые, плотные, в виде включений.
П. тр. Плавится со вспучиванием в зеленое стекло.
Поведение в кислотах. Растворяется в НСl после предварительного прокаливания, причем выпадает гель кремнекислоты.
Сопутствующие минералы. Полевые шпаты, кварц, эпидот, хлорит; на рудных месторождениях — магнетит, медный колчедан, сфалерит, арсенопирнт и др.
Сходные минералы. Титанит.
Практическое значение. Не имеет.
Происхождение. Образуется в пневматолитово-гидротер-мальных условиях, встречается в трещинах в известко-во-силикатных роговиках и в скарновых рудах. Месторождения. В ГДР в магнетитовых скарнах Швар-ценберга, близ Теллерхёйзера в западных Рудных горах, в Гарце (массив Броккен) недалеко от Ширке, в трещинах в диабазе у Трезебурга; крупные проявления на Урале, в Средней Азии (СССР); в Дофине (Франция); в гнейсах в Швеции и в других районах. 4. АКТИНОЛИТ Ca2(Mg, Fe3+)5[Si4On]2[OH]2 Греч, «актис» — луч, «литое» — камень Минерал группы амфиболов Синоним: лучистый камень
Химический состав. Сильно изменчив; подобен тремолиту, но обогащен железом (6—13% Fe). Разновидности: нефрит (греч. «нефрос» — почка) —зеленый, очень плотный (под микроскопом) агрегат минералов; амиант (греч. «амиантос» — незапятнанный, чистый)—амфибо-ловый асбест, актинолитовый асбест (см. асбест). Цвет. Бутылочно-зеленый, светло-зеленый до темно-зеленого (зависит от содержания железа). Блеск. Стеклянный, шелковистый (асбест). Прозрачность. Непрозрачный; тонкие кристаллы и осколки просвечивают.
Черта. Белая. Твердость. 5—6. Плотность. 3,1—3,2. Излом. Оскольчатый. Сингония. Моноклинная.
Форма кристаллов. Призматические, шестоватые. Кристаллическая структура. Двойные цепочки (пояса) тетраэдров.
Класс симметрии. Призматический — 2/m5. Отношение осей. 0,544: 1 :0,295; р = 105°00'. Спайность. По призме (110).
Агрегаты. Радиально-шестоватые, волокнистые, сплошные, грубозернистые.
П. тр. Сплавляется с трудом (см. роговая обманка). Поведение в кислотах. Трудно растворим. Сопутствующие минералы. Тальк, хлорит, серпентин, магнетит, рутил, гранат и др.
Сходные минералы. Эпидот, турмалин, жадеит, эгирин. Практическое значение. Нефрит (редок) — ценный поделочный камень, необычайно вязкий; из него изготавливали каменные топоры, наконечники стрел и пр. Происхождение. Актинолит — минерал контактового и регионального метаморфизма; распространен в толщах гнейсов, хлоритовых и слюдяных сланцев. Месторождения. Рудные горы, саксонские Гранулитовые горы, Тюрингенский Лес (ГДР); распространен повсеместно. 5. АЛМАЗ C Греч, «адамас» — непреодолимый
Самый твердый из естественных драгоценных камней; шлифуется лишь алмазным порошком; в чистом виде бесцветный, водяно-прозрачный, с сильной игрой цветов
Химический состав. Бесцветные разности представляют собой чистый углерод. Окрашенные и непрозрачные алмазы содержат примеси двуокиси кремния (SiO2), окиси магния (MgO), окиси кальция (СаО), закиси железа (FeO), окиси железа (Fe2O3), окиси алюминия (А12О3), окиси титана (ТЮ2); в виде включений встречаются графит и другие минералы.
Цвет. Белый, серый, желтый, синий, черный.
Блеск. Алмазный.
Прозрачность. Прозрачный, мутный.
Черта. Не имеет: царапает пробную пластинку. Твердость. 10 (самый твердый минерал); абсолютная твердость в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз — твердость корунда.
Плотность. 3,5—3,52. Излом. Раковистый. Сингония. Кубическая.
Форма кристаллов. Октаэдры, додекаэдры (тетраэдры); встречаются двойники срастания; кристаллы иногда характеризуются фигурами травления, штриховкой, искривлением граней, наблюдаются неправильные, искаженные кристаллы.
Кристаллическая структура. Гранецентрированная решетка куба; каждый атом окружен четырьмя другими, расположенными по тетраэдру.
Класс симметрии. Гексаоктаэдрический — m3m. Спайность. Совершенная по октаэдру (111), хрупкий. П. тр. В порошке сгорает на платиновой проволочке с образованием двуокиси углерода (СО2); при прекращении доступа воздуха и температуре 1500 °С превращается в графит.
Поведение в кислотах. Нерастворим.
Сходные минералы. Отсутствуют.
Свойства обеих модификаций углерода (алмаз и графит) представлены в нижеследующей таблице:
Свойства
| Алмаз
| Графит
| Цвет
| Бесцветный
| Серо-черный
| Твердость
| Самое твердое вещество (Н=10)
| Очень мягкий (Н=1)
| Кристаллы
| Зернистый
| Чешуйчатый
| Сингония
| Кубическая
| Гексагональная
| Кристаллическая решетка
| Кубическая
| Гексагональная слоистая
| Плотность, г/см3
| 3,50—3,52
| 2,09—2,23
| Электропроводность
| Отсутствует
| Проводник
| Поведение при нагревании
| При 1500 °С переходит в графит
| При температуре свыше 2800 °С происходит сублимация
| Сопутствующие минералы. Оливин, хромшпинелиды, пироп, магнетит, ильменит, гематит, графит, кальцит. Практическое значение. Совершенно прозрачные алмазы используются как драгоценные камни (бриллианты). Нечистые алмазы имеют важное значение для технических целей, например при глубоком бурении для армирования буровых коронок, для изготовления шлифующих и режущих инструментов, шлифующего материала. Происхождение. Алмазы образуются в вулканических трубках взрыва (алмазные трубки) при очень высоких давлениях. Вмещающими алмазы породами являются кимберлиты (перидотиты с пиропом), которые состоят в основном из оливина, пиропа, ильменита и других минералов. Такие трубки образуют первичные месторождения алмазов. Кроме того, алмазы добываются из значительно более широко распространенных и обычно более богатых россыпных месторождений, представленных морскими и речными песками и галечниками, в которых алмазы накапливаются благодаря механическому разрушению первичных вмещающих их пород. Месторождения. Претория: первые разработки кимберлитов и окружающих россыпей (Южная Африка); многочисленные россыпи в Центральной Африке; Мирный в Якутии: многочисленные трубки и россыпи; крупные россыпные месторождения в западном Предуралье (СССР). |