Рис.20. Типичный двойник флюорита

Наблюдаются своеобразные кокардовые текстуры, когда шестоватые выделения флюорита обрастают ядро из плотного флюорита или обломка вмещающей породы.

Двойники по (111) распространены обычно в виде взаимно прорастающих кубов (фиг. 5), реже сдвойникованными бывают октаэдры, в таком случае октаэдры часто уплощены по (111).

Характерны плеохроичные дворики вокруг включений радиоактивных минералов. Очень обычны газовожидкие включения в кристаллах оптического флюорита.

Физические свойства. Спайность по (111) совершенная, по (110) неясная. Несовершенство спайности некоторых флюоритов обусловливается наличием включений других минералов (кварца, барита), а свилеватая поверхность спайных поверхностей - присутствием газовых, жидких и твердых включений. Излом плоскораковистый до занозистого или неровного. Хрупок. Твердость 4. Флюориты, окрашенные в темный цвет, отличаются повышенной твердостью. Удельный вес бесцветного прозрачного флюорита 3,180±0,001; вхождение редких земель существенно повышает удельный вес. Цвет варьирует: бывает бесцветным и водяно-прозрачным, обычно отличается разнообразием оттенков: зеленый, зеленовато-голубой, фиолетово-синий, винно-желтый, белый, серый, небесно-голубой, темно-пурпуровый, синевато-черный и коричневый; также розово-красный, малиново-красный, розовый.

Черта бесцветная, иногда у разностей темно-лилового цвета слегка окрашена. Блеск сильный стеклянный до тусклого (в массивных выделениях).

Не электропроводок. Диамагнитен, а при низких температурах парамагнитен. На гранях куба установлена разность электрических потенциалов между серединами граней и их краями, возникающая в результате действия света (фотоэлектричество) или тепла (термоэлектричество).

Обычно флуоресцирует в ультрафиолетовых и в катодных лучах, светится и после удаления источника излучения (остаточная люминесценция); люминесцирует также в результате нагревания.

При продолжительном одностороннем давлении обнаруживает пластическую деформацию.

Микроскопическая характеристика. В шлифах от бесцветного до зеленого и пурпурного. Изотропен. Иногда в кристаллах, испытавших деформацию, наблюдается слабое аномальное двупреломление в разрезах, параллельных (100).

Изоморфное замещение кальция редкими землями вызывает повышение показателя преломления до 1,4572. Дисперсия светопреломления незначительна.

Отмечается различие в пропускании света у природного и искусственного флюорита, особенно в ультрафиолетовой области спектра. Полосы поглощения 3570 и 1667 см-1 в инфракрасной области характерны лишь для природного флюорита.

Химизм и химический состав. Са - 51,33; F - 48,67. В незначительной степени Са замещается Y и Се; повышенное содержание Y и Се - в иттрофлюорите и церфлюорите, которые недостаточно изучены. В искусственных препаратах максимально возможное содержание YF3 50%, при большем его содержании структура флюорита нарушается. Са минерала, по-видимому, в небольшой степени замещается Sr. На основе спектральных и химических анализов указывалось присутствие Li, Na. К, Be, Mg, Си, различных TR,Fe, Mn, Ge, Cd, C1. Наличие Al, Si, Fe, S бывает обусловлено присутствием включений разных минералов. К, Na, Mg и Сl входят в состав жидких включений, обильных во многих флюоритах. Известны флюориты, содержащие органические вещества.

Растворимость CaF2 в химически чистой воде незначительна, но заметно возрастает с повышением температуры.

Диагностика. Полностью разлагается крепкой серной кислотой с выделением HF; также хлорной кислотой в присутствии небольшого количества борной кислоты.

Поведение при нагревании. Температура плавления 1360°, кипения - 2450°. Кривая нагревания флюорита - прямая линия. Показатели преломления минерала, как и уд. вес, в результате нагревания понижаются.

Нахождение в природе. Широко распространенный минерал, встречается в месторождениях самого разнообразного генезиса. Чаще всего жильный минерал гидротермальных месторождений различного типа (оловорудных, молибдено-вольфрамовых, сурьмяно-ртутных и др.). Кроме того, встречается в больших количествах в пегматитах, в осадочных породах; изредка в альпийских жилах и зоне гипергенеза рудных месторождений.

Как акцессорный минерал обнаруживается в самых различных интрузивных, эффузивных и жильных породах нормального и щелочного ряда, среднего и кислого состава. Так он известен в нефелиновых сиенитах, сиенит-порфирах, фонолитах, щелочных гранитах, гранофирах, микрогранитах, микросиенитах.

В нормальных гранитных пегматитах может образовывать крупные желвакообразные выделения, залегающие в центральных частях жил в срастании с бериллом и кварцем, или кварцем, альбитом, монацитом, ортитом, гадолинитом, ксенотимом, бастнезитом, микролитом, a в занорышах встречаются великолепные кристаллы оптического флюорита, иногда заключенные в кварцевом ядре.

В грейзенах, связанных с высокотемпературными молибдено-вольфрамовыми, оловянно-вольфрамовыми и другими жилами, ассоциируется с молибденитом, вольфрамитом, бериллом, топазом, турмалином, мусковитом, литиевыми слюдами, хризобериллом, цирконом, ксенотимом, касситеритом, апатитом, кварцем.

В контактово-метасоматических железорудных месторождениях флюорит иногда ассоциируется с магнетитом.

В жилах альпийского типа флюорит встречается в виде хорошо образованных кристаллов иногда полихромной окраски (ядро - розово-красное, внешняя кайма - светло-зеленая).

В гидротермальных рудных жилах флюорит слагает совместно с кварцем, кальцитом, доломитом и баритом жильную массу. Для месторождений этого типа указывается схема последовательности выделения флюорита: 1) самый ранний флюорит - темно-фиолетовый, преимущественно кубического облика; 2) зеленый и изумрудный; 3) бледно-фиолетовый, голубоватый и желтоватый; 4) наиболее поздний - бесцветный. Месторождения часто располагаются на контакте массивного известняка с кремнистыми сланцами и приурочены к зонам разломов.

В ураноносных минерализованных тектонических зонах наблюдается сеть поздних флюоритовых прожилков; флюорит ассоциируется с урановой смолкой, колломорфным молибденитом (последний образует микроскопические новообразования во флюорите), кварцем, сульфидами. Известны касситерито-флюоритовые прожилки, генетически связанные с эффузивами, в которых флюорит образует срастания с адуляром.

В осадочных породах флюорит встречается в пустотках в виде хорошо образованных кристалликов, а также в виде землистой разности - ратовкита в доломитах и известняках, песчаниках, алевролитах, мергелях. Флюорит осадочных толщ - хемогенное образование галогенных фаций - чувствительный индикатор фаций морских бассейнов раннего этапа их засоления (до стадии гипса и ангидрита). В доломитах флюорит ассоциируется с целестином, ангидритом, гипсом, доломитом, серой. Часто составляет цемент песчаников.

Практическое значение. Применяется как флюс в металлургии (при употреблении флюоритовой массы как флюса в ней должно быть не менее 85% CaF2). В химической промышленности служит источником получения искусственного криолита, плавиковой кислоты и других фтористых соединений. Применяется в производстве эмалей и глазурей, в цементной промышленности. Прозрачные разности представляют ценное оптическое сырье. Из флюорита изготовляются линзы, призмы, объективы микроскопов, устраняющие сферическую и хроматическую аберрация. Природные кристаллы оптического флюорита должны быть прозрачны, оптически однородны; голубые и фиолетовые кристаллы непригодны для оптических целей. Для оптических приборов применяются и искусственные кристаллы. Служит и поделочным материалом: используются полихромные, волокнистые или полосчатые разновидности.

10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Горючие сланцы встречаются на всех континентах земного шара, занимая в отдельных районах обширные площади. Общие мировые потенциальные запасы сланцевой смолы во много раз превышают запасы нефти.

Образование горючих сланцев происходило во все геологические периоды развития нашей планеты - от кембрия до современных условий, иногда более, иногда менее интенсивно.

Горючие сланцы - это самостоятельная ветвь класса каустобиолитов, керогенсодержащая порода, которая по природе образования отлична от всех известных твердых горючих ископаемых. Исходным веществом образования горючих сланцев в основном служили водоросли, подвергнутые биохимическому преобразованию бактериями в аэробных и анаэробных условиях. В зависимости от примесей гумусового вещества горючие сланцы разделяются на три основных класса: сапропелевые (преимущественно керогеновые), сапропелево-гумусовые (подчиненное значение гумуса) и гумусово-сапропелевые (преобладание гумуса или в равных соотношениях). Каждый из этих типов сланцев отличается по петрографическому и химическому составу и свойствам и соответственно с этим имеет различное промышленное значение.

Горючий сланец - это комплексное органо-минеральное полезное ископаемое, состоящее из органического вещества и минеральной массы, содержит нередко в промышленных количествах такие сопутствующие компоненты, как алюминий, титан, железо, калий, натрий, серу, и в качестве примесей редкие и рассеянные элементы уран, висмут, рений, германий, молибден и др. в концентрациях, заслуживающих извлечения.

Минеральная масса горючих сланцев большинства исследуемых месторождений по своему химическому составу пригодна для производства различных строительных материалов. Однако неиспользование минеральной части сланцев при добыче и переработке значительно удорожает стоимость получаемых сланцехимических продуктов, образует огромных размеров отвалы шахт, заводов, загрязняет воздушное пространство, требует отвода земляных участков немалых размеров.

ешение экологических вопросов, занимающих все большее место в программах использования природных ресурсов, невозможно вне безотходного использования горючих сланцев, тем более если учесть, что основная масса горючих сланцев известных месторождений мира имеет теплоту сгорания в пределах 6280-8370 кДж/кг и выход смолы не более 10% на сланец.

В современных условиях энергетику мира в основном определяют нефть и газ. Следовательно, если в качестве их заменителя выступят горючие сланцы, то потребуется добывать десятки миллиардов тонн этого полезного ископаемого, чтобы получить сотни тысяч тонн смолы. Горючие сланцы абсолютного большинства известных месторождений по сравнению с прибалтийскими сланцами значительно беднее ОВ, имеют меньший процент выхода смолы и меньшую теплоту сгорания. Следовательно, ежегодные отходы добычи и переработки таких сланцев составят не десятки, а сотни миллионов тонн в год. Это следует учитывать при промышленной оценке новых месторождений.

Разработанная технология переработки продуктов полукоксования горючих сланцев - смолы и газового бензина - позволила создать в стране новую отрасль - сланцехимию с получением специфически сланцехимических и типично нефтехимических продуктов.

Мировые прогнозные запасы горючих сланцев огромны. По прогнозной оценке запасы смолы, заключенной в сланцах, составляют 26 трлн. т. В недалеком будущем горючие сланцы - единственное природное твердое топливное сырье, заменитель нефти и газа.

Проявление сланценосности установлено в Болгарии, Венгрии» Монголии, Польше, Румынии и Югославии. Если учесть, что многим из них приходится использовать привозное топливо (уголь, нефть, газ), то добыча собственных горючих сланцев может заметно улучшить топливно-энергетический баланс.

Горючие сланцы распространены в Афганистане, Аргентине, Бразилии, Заире, Ливане, Марокко, Сирии, Турции, на Мадагаскаре. В Марокко разрабатываются горючие сланцы месторождения Тарфайя, запасы которых оцениваются в 200 млрд. т. Крупные запасы сланцев приходятся на месторождение Луалаба в Заире - 15 трлн. т сланцевой смолы. В Бразилии сланценосные отложения распространены на обширной площади. Запасы сланцевой смолы оцениваются в 1 200 млрд. т. Переработка сланцев формации Ирати ведется в крупных масштабах.

В КНР распространение сланценосных отложений установлена в десяти провинциях. Сланцы бассейна Фушунь разрабатывались с 1929 г. Прогнозные запасы горючих сланцев только одного этого бассейна оцениваются в 360 млрд. т.

Крупные сланценосные бассейны известны в США, Канаде. Прогнозные запасы сланцевой смолы формации Грин-Ривер штата Колорадо оценивают в 300-600 млрд. т.

На территории многих штатов Австралии и Новой Зеландии распространены многочисленные месторождения горючих сланцев весьма разнообразного и сложного состава. Ими заняты обширные площади. Сланцы от мало- (0,6%) до многосернистых (30%), от мало- (6-10%) до высокосмоляных (30%).

Россия располагает значительными резервами развития сланцевой промышленности. В европейской части страны известен крупный сланценосный Волжский бассейн, а к северу от него расположены Яренгский бассейн, Ижевская и Сысольская площади. В Белоруссии за последние годы выявлен бассейн Припятской впадины. Запасы сланцев Болтышского месторождения на Украине, по данным предварительной разведки, не менее 3 млрд. т, теплота сгорания 8400-12500 кДж/кг. На Северо-востоке России расположен Оленекский сланцевый бассейн с запасами свыше 300 млрд. т сланца. Горючие сланцы обнаружены в Иркутской области, Восточном Забайкалье, Западной Сибири. Одним из перспективных угольно-сланцевых бассейнов является Кендерлыкский бассейн Казахстана. Заслуживают более детального изучения многочисленные месторождения Узбекистана и Таджикистана, содержащие редкие и рассеянные элементы в повышенных концентрациях.

11. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Зеленин Н.И., Озеров И.М.. Справочник по горючим сланцам / И.Н. Зеленин. - М.: Недра, 1983. - 248 с.

Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых / В.И.Старостин. - М, Академический Проект, 2004. - 512 с.

Абрамов. А.А.. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Том II / А.А. Абрамов. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - 512 с.

Минералы: справочник. Том II. Галогениды - М., Изд-во Академии наук СССР, 1963. - 296 с.

Размещено на Allbest.ru