сряда, 1 декември 2010 г.

Клас I. Самородни елементи

Лариса Нешева

Наброяват около 120 минерални вида. Изграждат само 0,01 % от земната кора. Имат метални кристалохимични връзки, обуславящи ниската твърдост, ковкост, топло- и електропроводимост на самородните елементи. Средна твърдост 3,5 – 4,5 със средно до високо относително тегло. Поделят се на метали, полуметали и неметали по структура преобладават кубичните и хексагонални. Имат магматогенен, метаморфогенен, седиментогенен генезис, както се срещат и в разсипи.

1. Групата на металите

1.1. Платина (Pt) – за пръв път е намерена в златоносните чакъли на р. Пинто в Колумбия и е описана през 1750 г. като бяло злато или “платина дел Пинто”. Думата платина е умалителна форма на ”плата”, което на испански означава сребро. Самородната платина включва сплави с повече от 50 % платина и други метали, преди всичко Fe (фероплатина – с 10 – 30 % Fe), Cu (купроплатина – с до 14 % Cu), Fe и Ni (норилскит – с 25 % Fe и 26 % Ni), Pd – с 7 – 40 % Pd.

Структура - кубична, хексоктаедрична. Среща се под формата на малки зърна или късове (най-голямото е 8 кг).

Свойства – без цепителност, с кукест лом, извънредно ковка (от 1 г може да се изтегли жица, дълга около 500 км). Тв. 4 – 4,5; отн. т. 21,5; т.т. 1774оС. Цвят – стоманеносив до сребърнобял с жълтеникав оттенък.

Находища – среща се в два типа находища – първични – ендогенни и вторични – разсипни находища. Ендогенните представляват впръсляци, импрегнации в ултрабазични магмени скали в асоциация с хромит, медно-никелови сулфиди, привързани към норити. Важни находища има в Урал, Норилск в Русия, в Трансваал, Ю. Африка – Бушвелдския масив и Съдбъри в Канада. У нас находища няма. Открита е в малки количества в разсипни находища или като импрегнации в ултрабазични скали в Източните Родопи.

1.2. Желязо (Fe) – самородното желязо е почти чисто с незначителни примеси от Ni – 0,6 – 2 %, Co до 0,3%, Cu – до 0,4%, Pt – до 0,1 %.

Структура - кубична. Среща се рядко като октаедрични кристали, обикновено образува силномагнитни неправилни зърна.

Свойства –цепителност по куб, ковко, тв. 4 – 5; отн. т. 7 – 7,8; т.т. 1535оС. Цвят – стоманеносив, метален блясък, черта – блестяща и сива. От самородната платина се отличава по разтворимостта в азотна киселина, по по-ниското отн. т. , силната магнитност и лесната окисляемост на въздуха.

Находища – среща се в основни и ултрабазични скали, серпентинизирани ултрабазични скали с пирит и матнетит. Най-значително находище е това на о-в Диско в Гренландия, където са намерени компактни маси с тегло до 20 т. Желязо се съдържа в железните, а също и в каменните метеорити, които често съдържат сфероидални агрегати (хондри). У нас самородно желязо не е намирано.

1.3. Злато (Au) - означавано още от алхимиците като “слънце”- аурум. Може да съдържа около 20 % сребро, тогава се нарича електрум. Други разновидности са с до 10 % Pd - порпецит, с мед (Cu), с (Bi), (Pd) и др.

Структура – кубично (хексоктаедрично). Среща се като октаедрични кристали, рядко ромбододекаедрични или кубични. Обикновено образува дендритовидни, гъбести агрегати, неправилни заоблени маси или люспи.

Свойства – няма цепителност, ковко, тв. 2,5 – 3; отн. т. 19,3; т.т. 1062оС. Цвят – жълт, наситено жълт до бледожълт, в зависимост от примесите, метален блясък.

Находища – генетично златото е привързано с гранитов тип магми, като се концентрира в хидротермалните разтвори, рядко в пегматити. Във високотемпературни находища е в самородно състояние или включено в арсенопирит, пиротин, пирит и др. сулфиди. Такива находища са Моро Велхо в Бразилия, Калгърли в Австралия, Кочкар в Урал, Поркюпайн в Канада. В среднотемпературни находища златото е разсеяно в пирит, халкопирит, борнит, сфалерит, галенит, придружени с калцит, барит, доломит и кварц. Този тип са най-богатите находищка в Якутия и Сибир, Калифорния, Източна Австралия. В нискотемпературните находища се среща с халцедон, кварц и антимонит. Едно от най-богатите находища на злато – Витватерсранд, ЮАР, представлява златоносни конгломерати, които по-късно са били подложени на хидротермално обогатяване и регионален матеморфизъм. У нас по-богати находища са мина Злата, Трънско, нах. Хан Крум, Крумовградско, а полиметални са Чипровци, Говежда, Елаците, Челопеч, Маджарово. Имо го в големи количества и в разсипни находища.

Чистотата на златото се означава в карати, което значи една част злато към 24 части примес. Така 24 каратово злато е напълно чисто.

1.4. Сребро (Ag) – означавано от алхимиците като “луна” (аргентум). Когато е богато на злато се нарича кюстелит, може да съдържа живак (Hg) - амалгама, мед (Cu), арсен (As), антимон (Sb), бисмут (Bi).

Структура – кубично. Среща се обикновено под формата на нишковидни агрегати, люспици, дендрити или плътни маси.

Свойства – няма цепителност, тв. 2,5 – 3; отн. т. 10,5; т.т. 960оС. Цвят – сребрист, сив до черен при окисление. При обикновена температура е най-добрия проводник на електричество, тя намалява с увеличение съдържанието на злато и др. примеси.

Находища – среща се преди всичко като продукт на хидротермални процеси. Големи находища са Конгсберг, Норвегия, Онтарио, Канада, Потоси, Боливия, Гуанхуато и Закатекас в Мексико, където има късове до 2 м дълги, тежащи около 800 кг. У нас почти всички галенити са сребросъдържащи. Самородно сребро е открито в Седмочисленици, Джурково, Челопеч, Пчелояд.

1.5. Мед (Cu) – позната като “Венера” на алхимиците. Името и произхожда от о-в Кипър, където металът е бил намерен за първи път. Съдържа примеси от сребро (Ag), злато (Au), желязо (Fe), арсен (As) и др.

Структура – кубична. Среща се рядко под формата на кубични, ромбододекаедрични кристали, обикновено е дендритовидна или масивна.

Свойства – няма цепителност, тв. 2,5 – 3; отн. т. 8,94; т.т. 1083оС. Цвят – медночервен. Отличен проводник на електричество.

Находища – образува се при взаимодействието на медни разтвори върху железоокисни минерали или железосулфидни минерали. Много често се образува като кора по оставени железни предмети в мините, където

CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu

При въздействие на медносулфатни разтвори върху хематит се образуват едни от най-големите находища на самородна мед – в областта на Горното езеро в САЩ. Там са намерени кйсове, тежащи до 400 т. Подобно е нах. Монте Катина в Италия, известно с добре оформените си кристали. У нас е намерена в много находища от Средногорието, в Изтдчните Родопи, Маджарово и Мадан.

1.6. Живак (Hg) – означаван в древността като течно сребро, а от алхимиците като меркурий. Това е единственият течен минерал, срещащ се като калаенобели до сребърнобели капки, заедно с цинабарит. При –39оС кристализира в ромбоедрични кристали. Съдържа примеси от Ag, Au. Кипи при 350оС. Разтваря се в азотна киселина. Световно известните находища на самороден живак са в Алманден, Испания, Монте Амиата, Идрия, Италия. У нас е описван във Верила, при с. Дрен, Радомирско.

2. Неметали

2.1. Сяра (S) – познати са 3 полиморфни модификации: α - сяра – ромбична, β – и γ - сяра, които са моноклинно-призматични. Бета-сярата е устойчива при температура над 95о и се среща във вид на дребноплочести кристали във фумаролите на Везувий и Липарските о-ви, а гама – сярата – под формата на псевдоизометрични или удължени по с – оста кристалчета, също във вулкански области или като продукт на изменение на пирит.

Структура – ромбична. Среща се под формата на добре оформени кристали, но също и масивни, сталактитовидни или прахови агрегати и кори.

Свойства – има неясна цепителност и неравен лом, тв. 1 – 2; отн. т. 2,05 – 2,08; жълта със смолест до мастен блясък. При триене се наелектризира отрицателно. Има силна остра миризма.

Находища – свързана е с вулканска дейност или жизнената дейност на организми във водни басейни. Позната е и образувана в хидротермални находища при преобразуването на пирит – например находище Рио Тинто. Най-важни са седиментогенните находища с гипс, целестин, калцит, арагонит, халит, битуми.

Големише находища на сяра са в Сицилия, Полша, Каракум, Русия, Калабрия, Испания, Тексас и Луизиана, САЩ.

2.2. Въглерод (C) – има две полиморфни модификации: графит и диамант. Те са съвсем различни както по структура, така и по физични свойства. Диамантът е най-твърдият минерал, водно бистър и безцветен, а графитът е най-мекия, черен с метален блясък, непрозрачен.

Диамант – името му произхожда от гръцки и означава непобедим, поради високата му твърдост и устойчивост. Среща се като сиви до черни зърнести агрегати, тогава се означава като “борт”, а когато има премеси от графит – карбонадо.
Структура – кубичен, хексоктаедричен. Структурата му е изградена от въглеродни атоми, свързани със здрава ковалентна връзка с други 4 атома, оформящи две вместени една в друга кубични решетки.

Свойства – има съвършена цепителност по октаедрична стена, тв. 10; отн. т. 3, безцветен, понякога жълт, кафяв, розов, син, зелен, червен. Със силен блясък и високо пречупване на светлината, крехък. Флуоресцентен и фосфоресцентен.

Находища – има два вида находища – коренни и разсипни.
Свързан е с т.нар. кимберлити, ултрабазични скали, богати на оливин и флогопит, затвърдели в цилиндрични тела с диаметър от 30 до 1500 м и дълбочина до 1100 м. Смята се, че кимберлитовите тръби са образувани в резултат на взрив, предизвикан при издигането на магма, богата на газове и пари от голяма дълбочина (150 – 200 м), където съществува налягане 4500 мегапаскала и температура 1200оС. Най-известните коренни находища са в ЮАР, Индия, Северна и Южна Америка, Австралия, Русия.

Около 98 % от добива на диаманти идва от Африканските находища, като на първо място е Заир, ЮАР, Ботсвана, Венецеула, Бразилия, Русия. Уникални находища има в Намибия, където 95 % от всички добити диаманти са ювелирни.

Втроият тип находища са разсипните. Те доставят до 15 % от добива на диаманти. Най-известните са в Югозападна Африка, в шелфа на Атлантическия океан и представляват ивица с площ 50 000 км2.

Има и импактни диаманти, образувани при падане на метеорит, където съдържащият се в него графит, под действие на силния удар, прекристализира в диамант.

Графит – името му произхожда от гръцки (графо – пиша).

Структура – хексагонален, дихексагонално - пирамидален. Структурата му е слоиста, изградена от въглеродни атоми, свързани в паралелни мрежи, съставени от шестоъгълници. Отделните въглеродни атоми са свързани слабо помежду си. Образува люспести, плочести хексагонални кристали или зърнести, землести маси.

Свойства – има съвършена цепителност по базичен пинакоид, тв. 1 - 2; отн. т. 2,09 -2,23, железно-черен до стоманено сив, прозрачен в тънки пластинки.

Находища – той е типичен метаморфогенен минерал, образуван за сметка на седиментни скали, богати на органично вещество. Известно такова находище е Пасау в Бавария. Големи кристали до 20 см са намерени в Цейлон. Образуването на графита се дължи на разлагането на битуминозни вещества при сравнително висока температура и ниско налягане.

След десетилетия неуспешни опити за превръщането на графит в диамант в лабораторни условия, това е постигнато през 1954 г. в лабораторията на фирмата “Дженерал електроник”, САЩ. Там под въздействие на огромно налягане – 20,2х10 6 паскала и висока температура 2500оС атомите на въглерода се раздвижват и след охлаждане, но при същото високо налягане, атомите се преподреждат и се свързват в кристалната решетка н а диаманта. Получените кристали не са едри и качествени, но намират приложение в техниката, за режещи инструменти, лагери в измерителни инструменти и др.

Няма коментари:

Публикуване на коментар