Минералогия руд Тишинского свинцово-цинкового месторождения

5. Кальцит (Са[CО4]) На месторождении имеет белую окраску с розоватым оттенком, выделяется в виде включений в сплошной массе.

Кальцит имеет стеклянный блеск, совершенную спайность, ступенчатый излом. Твердость его равна 3, бурно реагирует с кислотой.

Синоним: известковый шпат. Разновидности по изоморфным примесям представлены очень широко. Из разновидностей по физическим признакам следует упоминать об исландском шпате - бесцветной прозрачной разности кальцита.

Химический состав. СаО - 56%, СО4 - 44%. Примеси Mg, Fe, Mn (до 8%), гораздо реже Zn - (до 2%), Sr -(стронциокальцит) и др. Сингония тригональная.

Кристаллическая структура тригональной модификации кальцита изображена на рис. 3.10.

Рис. 3.10

Если кубическую структуру NaСl сдавить вдоль тройной оси настолько, что углы между гранями станут равными 101°55', то получится ромбоэдрическая гранецентрированная структура кальцита, причем ионы Са займут места Nа, а группы [С03] - места С1. Таким образом, упаковка ионов в кальците отвечает несколько искаженной упаковке, произведенной по способу плотнейшей кубической кладки структурных единиц.

Облик кристаллов, встречающихся исключительно в пустотах, может быть самым разнообразным. Наиболее часто встречаются скаленоэдрические кристаллы (рис. 3.11), реже таблитчатые или пластинчатые, призматические или столбчатые, ромбоэдрические - чаще в виде острых, чем тупых ромбоэдров (рис. 3.12). Число установленных на кристаллах простых форм достигает нескольких сотен.

Рис. 3.11

Рис. 3.12

Друзы кристаллов кальцита вместе с другими минералами наблюдаются в пустотах. Довольно часто встречаются крупнозернистые агрегаты прозрачного или полупрозрачного кальцита с совершенной спайностью отдельных зерен, бросающейся в глаза. Редко наблюдается жилковатый с шелковистым блеском асбестовидный кальцит (атласный шпат), волокна которого располагаются перпендикулярно стенкам трещин в породах. Широко известны «натечные» образования кальцита в виде сталактитов и сталагмитов в пещерах среди известняков. Зернистые сплошные агрегаты в больших плотных массах называются мраморами. Плотные скрытокристаллические разности кальцитовых горных пород, нередко слоистых и богатых фауной, носят название известняков. Рыхлые известняки, содержащие мельчайшие раковинки фораминифер, известны под названием мела. Встречаются также оолитовые известняки - «икряной камень».

Цвет большей частью бесцветный или молочно-белый, но иногда окрашен примесями в различные (обычно светлые) оттенки серого, желтого, розового, красного, бурого и черного цветов. Блеск стеклянный. Твердость 3. Хрупок. Спайность совершенная по {1011}. Удельный вес 2,6-2,8. Бурно реагирует с НС1. При сжатии, сопровождающемся двойникованием, электризуется. Образцы некоторых месторождений обнаруживают явление люминесценции.

Кальцит принадлежит к числу самых распространенных в земной коре минералов, слагая иногда целые массивы (известняковые горы). Этот минерал образуется при самых различных геологических процессах.

1. Среди эндогенного кальцита заслуживает внимания кальцит карбонатитов - существенно кальцитовых пород, содержащих форстерит, флогопит, пироксены, иногда магнетит и почти всегда минералы редких металлов: бадделеит, пирохлор, перовскит и др. Карбонатиты пространственно и генетически сопряжены с щелочными и ультраосновными породами, образуя комплексы массивов центрального типа. Происхождение по крайней мере части карбонатитов - магматическое, но, вероятно, возможно и метасоматическое их образование.

2. Широко распространены кристаллические образования кальцита гидротермального происхождения. В значительных количествах он образуется в контактово-метасоматических месторождениях путем переотложения или перекристаллизации известняков. В пегматитах он является одним из самых последних минералов, характеризующих гидротермальную стадию процесса. Характерно, что и в многочисленных рудоносных, главным образом сульфидных, жильных месторождениях кальцит, как правило, кристаллизуется одним из последних минералов.

3. При процессах выветривания кальцит в виде новообразований наблюдается довольно часто в трещинах и пустотах зон окисления рудных месторождений и горных пород. Источником для него в этих случаях служат разлагающиеся в коре выветривания эндогенные известьсодержащие минералы и углекислота воздуха.

4. Осадочным путем, особенно в морских бассейнах, образуются огромные массы Са [С03], первоначально в виде известковистых илов, отмерших морских растений и беспозвоночных животных с известковым скелетом. Позднее все эти вещества превращаются в известняк. Оолитовые известняки, по всей вероятности, образуются путем коагуляции коллоидных растворов углекислой извести вокруг взвешенных в движущейся воде песчинок и газовых пузырьков.

Практическое значение кальцита, особенно в виде горных пород, весьма разнообразно.

Исландский шпат благодаря высокому двупреломлению употребляется для изготовления различных оптических поляризационных приборов, главным образом николей для микроскопов, поляриметров, колориметров и др.

Асбестовидный атласный шпат и оникс-мрамор используются для ювелирных изделий и предметов искусства.

Известняки потребляются химической промышленностью (для производства сахара, соды, едкого натра, хлорной извести), металлургической промышленностью (как флюс при плавке руд в доменных печах), для приготовления различных сортов цемента (гашеной извести, портланд-цемента, роман-цемента ), в полиграфической промышленностью.

Мраморы в полированном виде используются как строительный материал для облицовки стен внутренних помещений в зданиях, как материал для скульптурных работ, а также в электротехнике (распределительные щиты и др.).

Мел употребляется как пишущий красочный, полировальный материал, для производства цемента, в лакокрасочной, парфюмерной (зубной порошок), резиновой (наполнитель) и других отраслях промышленности.

7. Хлорит. В данном месторождении хлорит представлен как в основной массе в виде многослойных листочков переслаивающихся с серицитом и на контакте с галенитом и сфалеритом. Бутылочно-зеленого цвета. Обладает низкой твердостью, небольшим удельным весом. Предполагается что в данных образцах представлен минерал пеннин, который входит в группу хлоритов.

Хлориты весьма широко распространены в природе. Они преимущественно образуются в условиях низкотемпературной гидротермальной деятельности, особенно при изменении горных пород, содержащих алюмомагнезиальные и железистые силикаты. Лептохлориты главным образом распространены в осадочных железорудных месторождениях, слагая особую фацию силикатных руд железа, возникающую согласно геологическим данным в условиях недостатка кислорода среди морских осадков, весьма богатых железом.

Рис. 3.13 - Схема кристаллической решетки мусковита (А) и брусита (Б)

Рис 3.14 - Схема кристаллической решетки в минералах группы хлоритов (ср. с фиг. 561)

Из физических свойств кристаллических хлоритов наиболее характерным является то, что легко отщепляющиеся тонкие листочки хотя и гибки, но не обладают упругостью (сохраняются в согнутом положении). Это свойство связано с особенностями их кристаллического строения. Если мы сравним кристаллическую структуру хлоритов (рис 3.14) со структурой слюды (рис 3.13), то увидим, что общие для этих минералов слоистые пакеты состава Мg3[Si3АlО10] [ОН]2 в слюдах переслаиваются с листами сильных катионов одновалентных щелочных или двухвалентных щелочноземельных металлов, тогда как в хлоритах их места занимают «бруситовые слои», имеющие вместо Мg3[ОН]6 состав Мg2А1[ОН]6. Эти слои обладают очень слабыми остаточными связями гидроксилов с выше- и нижележащими слоистыми пакетами. Однако указанные связи все же сильнее, чем в минералах группы талька и каолинита, в чем можно убедиться по относительно более трудной расщепляемости их по сравнению с этими минералами.

Другая важная особенность кристаллических хлоритов заключается в том, что в ряду антигорит - амезит мы имеем непрерывный гетеровалентный изоморфизм (особенно отчетливо проявленный на участке между пеннином и амезитом: Мg2+ замещается А13+ по формуле Мg6-p Alp). Избыточный заряд соответственно компенсируется в анионном радикале: [Si4-pAlpO10]-(4+р).

Пеннин - (Mg, Fе)5Аl[АlSi3O10] [ОН]8 или 5(Мg, Fе)О *Аl2О3 * 3SiO2 * 4Н2О. Назван по месту нахождения в Пеннинских Альпах.

Химический состав, согласно имеющимся многочисленным анализам, варьирует (в %): МgО 17.4-35.9, FeО 0.7-17.4, Fe2О3 0-5.7, А12О3 13.8-21.3, SiO2 29.8-33.7, Н2О 11.5-14.6. В виде изоморфных примесей иногда устанавливаются: МnО (до 2.3), СаО (до 1.30), Сг2О3 (до 11.39). Железистая разновидность пеннина называется делесситом или брунсвигитом, чисто магнезиальная - табергитом, никелистая - шухардитом. Богатая хромом разновидность карминово-красного или фиолетового цвета носит название кеммерерита (в честь русского горного инженера Кеммерера) или родохрома в виде тонкочешуйчатых розовых налетов на хромите (родон - по-гречески «роза»).

Сингония моноклинная; моноклинно-призматический в. с. Облик кристаллов псевдогексагонально-пластинчатый, таблитчатый, иногда боченковидный (в миаролитовых пустотах). Боковые грани нередко исштрихованы в горизонтальном направлении. Двойники часты, обычно по хлоритовому закону, когда двойниковой плоскостью и плоскостью срастания служит (001) (рис 3.15). По этому закону нередко наблюдается многократное двойникование. Встречаются также двойники по слюдяному закону, т.е. случаи, когда двойниковая плоскость перпендикулярна к (001) и параллельна ребру (110): (001). Агрегаты чешуйчатые, пластинчатые. В пустотах встречаются друзы кристаллов, нередко боченковидной формы.

Рис. 3.15 - Кристалл пеннина. Сдвойникован по хлоритовому закону

Цвет пеннина бутылочно-зеленый различных оттенков до зеленовато-черного, иногда розовый и фиолетовый (особенно у хромсодержащих разностей), реже серебристо-белый. В тонких листочках прозрачный, слабоокрашенный. Встречаются разности, зонально окрашенные в различные оттенки, особенно у крупных кристаллов. Блеск на плоскостях спайности перламутровый. Твердость 2-2.5. Листочки гибки, но не упруги, т. е. после сгибания не меняют своего положения. Спайность весьма совершенная по {001}. Удельный вес 2.60 - 2.85.

Пеннин узнается по зеленой, часто черно-зеленой окраске, весьма совершенной спайности, низкой твердости и отсутствию упругости у отщепляемых листочков. От других приведенных выше минеральных видов группы хлорита с достоверностью можно отличить лишь по химическим данным. П. п. тр. расщепляется, но не плавится. При сильном накаливании теряет гидроксильные ионы и белеет. Большей частью разлагается в Н2SО4.

Пеннин наибольшим распространением пользуется в метаморфических горных породах, нередко слагая целые толщи хлоритовых сланцев (зеленокаменных пород). В полых трещинах среди таких пород он часто наблюдается в хорошо образованных кристаллах. Подобные, так называемые альпийского типа, жилы и прожилки широко распространены, например, в Цермате и Биннентале (Швейцария), Тироле и в других местах, часто в ассоциации с горным хрусталем, рутилом и прочими минералами, возникшими в процессе метаморфизма. В хороших кристаллах он наблюдался также в Николае-Маке и милиановской копи в Назямских горах на Южном Урале, в асбестовых копях Б а-женовского месторождения (к востоку от Свердловска), в Шабровском месторождении талькового камня, в миаролитовых пустотах дунитового массива в Нижне-Тагильском районе Урала, а также во многих сульфидных рудных месторождениях. Делессит встречается в миндалинах основных эффузивных пород в виде корочек по стенкам пустот, часто в ассоциации с цеолитами, кальцитом и другими минералами. Кеммерерит впервые был встречен на Урале обычно в трещинах хромитовых залежей среди ультраосновных пород в Сарановском месторождении, а также известен на Кавказе и в других местах. Некоторое практическое значение имеют лишь хлоритовые сланцы, иногда разрабатываемые с целью использования хлорита в виде порошка для придания блеска продукции бумажного (обойного) производства и для других целей.

8. Серицит - разновидность мусковита, скрыточашуйчатый с шелковистым блеском, иногда с трудом распозноваемый даже под микроскопом. Серициты они часто характеризуются высоким содержанием SiO2, MgO и Н2О и низким содержанием К2О по сравнению с мусковитом. Тонкозернистые образцы, которые отличаются от мусковита по содержанию некоторых или всех вышеперечисленных составляющих, могут быть классифицированы как фенгиты, гидромусковиты или иллиты. В данном месторождении представлен в ассоциации с хлоритом и пиритом.

Глава 4. Генезис и последовательность минералобразования

На основании изученных материалов, образцов с месторождения Тишинское и их генезиса, можно сделать вывод, что это гидротермальное месторождение, связанное с движением горячих растворов в породах. Температура образования от высоко-темпреатурных к низким, от 355 до1000С.

Последовательность образования:

I стадия - предрудная. В ней образуются вмещаюшие метаморфизованные породы, которые в дальнейшем изменены гидротермальными процессами. Хлорито-серецитовый сланец и кальцит.

Во II стадию - это медно-колчеданная, образуются крупные зерна пирита и обтекащая его сплошная масса халькопирита. Также в этой стадии образуется включения кварца.

В III стадию - образуются все полиметаллические руды. Сфалерит, галенит, пирит - представленные мелкозернистой массой. Небольшие включения халькопирита. Также в этой стадии образуются прожилки серого кварца.

В IV стадию - позднюю галенит-сфалеритовую, образуются: Сфалерит в виде кристаллов с хорошими гранями и мелкозернистой массы, в отличии от полиметаллической стадии имеет более темную окраску, почти черную. Галенит в меньшем количестве по сравнению со сфалеритом и полиметаллической стадией. Также в этой стадии образуются прожилки белого кварца, который не ассоциирует с пиритом как в полиметаллической стадии.

Таблица 4.1 - Последовательность минералообразования

Заключение

В ходе проделанной курсовой работы по свинцово-цинковому месторождению Тишинское я закрепила и обобщила полученные знания по минералогии и другим геологическим дисциплинам, развила навыки самостоятельного определения минералов по комплексу их физических свойств, выявила минеральные парагенезисы и с их помощью восстановила условия образования и последовательности выделения минералов отобранных мною образцов. Также приобрела навыки самостоятельного обобщения и литературного изложения результатов своих наблюдений и ознакомилась с правилами оформления результатов наблюдений, составления библиографии по теме исследования.

Размещено на Allbest.ru