Общая характеристика минералов класса сульфидов. Подробно пирит и халькопирит.

К рассматриваемому разделу относятся сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые сурьмянистые и висмутистые соединения металлов. К ним принадлежит весьма значительное количество важных в промышленном отношении минералов, играющих существенную роль в составе многочисленных месторождений металлических полезных ископаемых. Наибольшее число минералов представлено сернистыми соединениями (сульфидами, сульфосолями). Все сульфиды, за исключением сероводорода, в природе распространены в твердом состоянии. Общее весовое количество сернистых соединений составляет максимум 0,15 % (к весу емной коры), причем главенствующее значение из металлов в этих соединениях имеет Fe. Сернистые соединения всех остальных элементов, не считая сероводорода, в весовом отношении в земной коре составляют ничтожный процент (около 0,001 %). Из них типичные соединения с серой образуют: Zn, Pb, Cu, Ag, Sb, Bi, Fe, Ni, Co, Mo и Hg. Селенистые соединения (селениды) известны для следующих элементов: Н, Cu, Ag, Pd, Hg, Co, Cd, Fe, Zn, Pb и Bi. Кроме того, селен нередко присутствует в сернистых соединениях в виде изоморфной примеси к сере. Теллуристые соединения (теллуриды) по сравнению с селенидами пользуются в природе несколько более широким распространением, хотя число элементов, соединяющихся с теллуром, все же ограничено. Эти элементы: Сu, Ag, Аu, As, Hg, Pb, Bi, Ni, Co, Fe и Pt. Все они образуют самостоятельные минералы. Мышьяковистые простые соединения (арсениды) установлены для следующих немногих элементов: Fe, Ni, Co, Cu, Ru, Pd, Rh, Ir и Pt. Более широко распространены сложные соединения в виде сульфосолей — сульфоарсенитов, главным образом для следующих металлов: Сu, Ag и Pb. Сурьмянистые простые соединения (антимониды) известны для Ni, Co, Pt, Pd, Rh, Ag и Au. Часто устанавливаются сложные соединения — сульфоантимониты Ni, Co, Сu, Ag, Au, Tl, Hg, Ir, Rh, Fe и Pb. Висмутистые простые соединения в природе практически неизвестны, за исключением висмутидов платины, палладия и золота, относимых к интерметаллидам. Наблюдаются лишь сульфовисмутиты Сu, Ag и Pb. Количество простых селенистых, теллуристых, мышьяковистых, сурьмянистых и висмутистых соединений несравненно меньше, чем сернистых соединений. Явление поляризации приводит к тому, что в кристаллических структурах происходит значительное объединение и делокализация электронов соседних противоположно заряженных ионов, о чем можно сделать заключение по явно выраженному для большинства сульфидов и подобных им соединений металлическому блеску, свойственному вообще типичным металлам. С этим легко увязывается также и электропроводность большинства сернистых, мышьяковистых и прочих соединений. В соединениях с S, Se, Те металлические свойства увеличиваются по мере замены серы селеном и теллуром. В ряду семейства железа усиление этих свойств происходит по мере приближения от Мn к Ni. To же самое мы можем заметить в ряду As, Sb и Вi, где металлические свойства усиливаются по мере приближения к висмуту. Действительно, висмутин (Bi2S3) характеризуется более сильным металлическим блеском, чем антимонит (Sb2S3), тогда как аурипигмент (As2S3) полупрозрачен и обладает лишь алмазным блеском. Классификация сульфидов и им подобных соединений. Основываясь на химической характеристике отдельных типов соединений, все рассматриваемые здесь соединения необходимо прежде всего разделить на два класса. Класс 1. Простые сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения; сюда же включим и минералы типа двойных соединений. Класс 2. Сульфосоли, т. е. минералы, близкие по химической конституции к солеобразным типам соединений.

ХАЛЬКОПИРИТ — CuFeS2. Сингония тетрагональная; тетрагонально-скаленоэдрический в. с. Облик кристаллов. Кристаллы редки и встречаются только в друзовых пустотах. Чаще всего они имеют псевдооктаэдрический с комбинациями {112} и {112} или тетраэдрический облик, реже скаленоэдрический и др. Грани основного тетраэдра матовые или покрыты штрихами, а отрицательного — гладкие. Двойники часты по (112), реже (102) и другим законам. Агрегаты. Обычно встречается в сплошных массах и в виде неправильной формы вкрапленных зерен. Известны также колломорфные образования в почковидных и гроздевидных формах. Цвет халькопирита латунно-желтый, часто с темно-желтой или пестрой побежалостью. Черта черная с зеленоватым оттенком, местами металлически блестящая. Непрозрачен. Блеск сильный металлический. Твердость 3–3,5. Довольно хрупок. Спайность несовершенная по {101}. Уд. вес 4,1–4,3. Происхождение.  Как спутник пирротина он часто встречается в магматогенных месторождениях медно-никелевых сульфидных руд в основных изверженных породах в ассоциации с пентландитом, магнетитом, иногда кубанитом. Наиболее широко развит в типичных гидротермальных жильных и метасоматических (в том числе и контактово-метасоматических) месторождениях. Он обычно ассоциирует с пиритом, пирротином, сфалеритом, галенитом, блеклыми рудами и многими другими минералами. Из нерудных минералов в этих месторождениях встречаются кварц, кальцит, барит, различные по составу силикаты и др. При экзогенных процессах халькопирит образуется очень редко среди осадочных пород в условиях сероводородного брожения при разложении органических остатков и притоке меденосных растворов. Наблюдались явления замещения им древесины и организмов (наряду с халькозином и марказитом). В процессе выветривания халькопирит, разрушаясь химически, дает сульфаты меди и железа. Растворимый сульфат меди при взаимодействии с CO2 или с карбонатами в присутствии кислорода и воды образует малахит и азурит; с гидрозолями SiO2 — хризоколлу; при взаимодействии с различными кислотами, образующимися в зоне выветривания, — разнообразные соли: арсенаты, фосфаты, ванадаты, иногда хлориды и др. В условиях очень сухого климата в зоне окисления сохраняются также различные сульфаты меди, легко растворимые в просачивающихся поверхностных водах. Псевдоморфозы по халькопириту, т. е. замещение его вторичными сульфидами меди — борнитом, халькозином и ковеллином, широко распространены в зонах вторичного сульфидного обогащения медных месторождений. Халькопирит в качестве спутника в тех или иных количествах встречается почти во всех гидротермальных месторождениях самых различных сульфидных руд.

ПИРИТ — Fe[S2]. Сингония кубическая; дидодекаэдрический в. с. Облик кристаллов. Пирит широко распространен в виде хорошо образованных кристаллов. Характерна штриховатость граней. Двойники встречаются по (110). Агрегаты. В многочисленных горных породах и рудах пирит наблюдается в виде вкрапленных кристалликов или округлых зерен. Широким развитием пользуются также сплошные агрегатного строения пиритовые массы. В осадочных породах часто встречаются шаровидные конкреции пирита, нередко радиально-лучистого строения, а также секреции в полостях раковин. Часты гроздевидные или почковидные образования пирита в ассоциации с другими сульфидами. Цвет пирита светлый латунно-желтый или соломенно-желтый, часто с побежалостями желтовато-бурого и пестрых цветов, тонкодисперсные сажистые разности имеют черный цвет. Черта темно-серая или буровато-черная. Блеск сильный металлический. Твердость 6–6,5. Относительно хрупок. Спайность весьма несовершенная по {100} и {111}, иногда {110}. Излом неровный, иногда раковистый. Уд. вес 4,9–5,2. Прочие свойства. Электричество проводит слабо. Термоэлектричен. Происхождение. 1. В виде мельчайших вкраплений он наблюдается во многих магматических горных породах. В большинстве случаев является эпигенетическим минералом по отношению к силикатам и связан с наложением гидротермальных проявлений.2. В контактово-метасоматических месторождениях является почтипостоянным спутником сульфидов в скарнах и магнетитовых залежах.В ряде случаев оказывается кобальтоносным. Образование его, так же каки других сульфидов, связано с гидротермальной стадией контактово-метаморфических процессов.3. Как спутник широко распространен в гидротермальных месторождениях различных по составу руд почти всех типов и встречается в парагенезисе с самыми различными минералами 4. Не менее часто встречается и в осадочных породах и рудах. Широко известны конкреции пирита и марказита в песчано-глинистых отложениях, месторождениях угля, железа, марганца, бокситов и др. Его образование в этих породах и рудах связывается с разложением органических остатков без доступа свободного кислорода в более глубоких участках водных бассейнов. В парагенезисе с ним чаще всего в таких условиях встречаются: марказит, мельниковит (черная порошковатая разность дисульфида железа), сидерит (Fe[CO3]). В зоне окисления пирит, как и большинство сульфидов, неустойчив, подвергаясь окислению до сульфата закиси железа, который при наличии свободного кислорода легко переходит в сульфат окиси железа. Последний, гидролизуясь, разлагается на нерастворимую гидроокись железа (лимонит) и свободную серную кислоту, переходящую в раствор. Этим путем образуются широко наблюдаемые в природе псевдоморфозы лимонита по пириту. Сам же пирит часто образует псевдоморфозы по органическим остаткам (по древесине и различным остаткам организмов), а в эндогенных образованиях встречаются псевдоморфозы пирита по пирротину, магнетиту (FeFe2O4), гематиту (Fe2O3) и другим железосодержащим минералам. Эти псевдоморфозы, очевидно, образуются при воздействии H2S на минералы.