«Полевой определитель обычных горных пород и минералов»

Золото Au Табл. 5

Обычно некристаллическое, но иногда проявляющее кубические или октаэдрические грани кубической системы; твердость 2.5; удельный вес 19.3; цвет золотисто-желтый; блеск металлический; непрозрачно.

Золото в основном встречается в виде металла и легко узнаваемо по своему цвету, значительному весу, твердости, ковкости и тому факту, что оно не тускнеет. Оно обычно залегает в кварцевых жилах в виде тонких или толстых нитей, чешуек или зерен, а иногда и в виде более крупных масс, называемых «самородками». Оно нерастворимо в большинстве жидкостей, поэтому при выветривании из исходных мест залегания оно часто смывалось в русла рек, чтобы позже оказаться в песках, гравийниках или даже на морских пляжах. В таком виде оно называется «россыпным золотом», а его извлечение — россыпной добычей. Большинство первоначальных открытий золота было сделано в этих россыпных месторождениях; и от них золото прослеживалось обратно к коренным обнажениям, из которых оно первично выветрилось. В россыпных месторождениях размер частиц варьирует от мелкой «пыли» до крупных самородков, причем самый крупный из найденных в Калифорнии весил 161 фунт, а крупнейший в мире «самородок Уэлком» был найден в Австралии и весил 248 фунтов. Когда золото было открыто в Калифорнии в 1848 году, она стала главным источником для всего мира, но позже это первенство перешло к Австралии, а ныне принадлежит Южной Африке, которая сегодня дает более половины годовой добычи.

Первоисточником золота являются более светлые магматические породы, такие как граниты, сиениты и диориты, в которых оно рассеяно в количествах, слишком малых, чтобы быть видимыми или пригодными для извлечения. Оно становится доступным лишь тогда, когда растворяется просачивающимися водами и концентрируется в трещинах или жилах — либо внутри этих магматических пород, либо выходящих из них. Как правило, этот перенос золота происходил при высоких температурах пород и с помощью воды (и, возможно, других растворителей), которая также имела высокую температуру. Присутствие золота в песчаниках, известняках и т. д. является вторичным, как и его присутствие в морской воде, в которой, по сообщениям, содержится почти гран (стоимостью около пяти центов) в каждой тонне воды. Помимо непосредственной добычи золота путем золотодобычи, большое его количество получается в связи с сульфидами железа, меди, серебра, свинца и цинка, в которых оно содержится в виде частиц, слишком мелких, чтобы быть видимыми, но в количествах, достаточных для отделения от других металлов после их выплавки.

В Соединенных Штатах золото встречается в Кордильерском регионе от Калифорнии до Аляски, в Колорадо, Неваде, Аризоне, Юте, Черных Холмах в Южной Дакоте, а также в небольших количествах в метаморфизованных сланцах Северной и Южной Каролины, Джорджии и в Новой Шотландии.

Серебряная группа

Хотя серебро встречается гораздо чаще золота, оно привлекло внимание человека не так рано, вероятно, потому, что оно тускнеет при воздействии воздуха или любого другого агента, содержащего соединения серы, и черная пленка сульфида серебра покрывает поверхность. Первое его применение было связано с украшениями, и некоторые из них, найденные в руинах древней Трои, указывают на его использование уже в 2500 г. до н. э. Тысячу лет спустя оно использовалось для изготовления чаш, ваз и других сосудов.

Серебро уступает лишь золоту по ковкости и пластичности, так что крупицу серебра можно вытянуть в проволоку длиной 400 футов или расплющить в листы толщиной ¹/₁₀₀₀₀₀ дюйма. Как проводник электричества оно не имеет себе равных: его оценивают в 100%, тогда как медь — в 93%. Серебро также похоже на золото способностью легко образовывать сплавы с другими металлами, такими как золото, медь, железо, платина и т. д. Все наши серебряные монеты, столовые приборы и т. д. содержат примесь меди, придающую серебру большую твердость и долговечность.

В отличие от золота, серебро легко вступает в соединения с неметаллами, по каковой причине оно встречается не в самородном виде, а обычно в виде сульфида. Его первоисточник находится в магматических горных породах; анализ немногих гранитов или лав не показывает хотя бы следов серебра. Прежде чем оно станет доступным в качестве руды или минерала, оно выщелачивается из исходной магмы и концентрируется в трещинах или жилах вместе с такими минералами, как кварц, флюорит, кальцит и т. д. По-видимому, это происходило, когда магматические горные породы были еще горячими, под воздействием также горячих паров и жидкостей. Присутствие серебра в осадочных и метаморфических горных породах или даже в морской воде носит вторичный характер.

Первичное отложение серебра обычно происходит в виде сульфидов, более распространенными из которых являются аргентит, или сульфид серебра, пираргирит, или сульфид серебра и сурьмы, и прустит, или сульфид серебра и мышьяка. Его нахождение в виде самородного серебра или хлорида — цераргирита — вторично и обусловлено реакциями, происходившими при подвергании сульфидных залежей выветриванию.

Соединенные Штаты производят около 25% мировой добычи, Мексика — около 35%. Оно особенно распространено вдоль Кордильерских хребтов как Северной, так и Южной Америки.

Серебро Ag Табл. 6

Обычно некристаллическое, но изредка проявляющее грани куба или октаэдра кубической системы; твердость 2.5; удельный вес 10.5; цвет серебристо-белый; блеск металлический; непрозрачное.

В самородном состоянии серебро обычно встречается в виде проволокоподобных, чешуйчатых или мохоподобных масс; однако иногда встречаются массы значительных размеров, наиболее известными из которых являются самородок весом 800 фунтов, найденный в Перу, и другой весом 500 фунтов, найденный в Консберге, Норвегия, и ныне хранящийся в Копенгагене. При контакте с воздухом поверхность вскоре тускнеет и приобретает черный цвет, который необходимо соскоблить, чтобы увидеть истинный цвет.

Подобно золоту, серебро обычно встречается в ассоциации с другими металлами, такими как железо, медь, свинец и цинк; и значительная часть извлекаемого серебра добывается попутно при разработке месторождений, особенно меди и свинца. Некоторые свинцовые руды содержат столько серебра, что их выгоднее добывать ради серебра; например, в таких обстоятельствах галенит называется сереброносным галенитом. Самородное серебро является вторичным минералом, образовавшимся в результате восстановления какого-либо из его сульфидов водой, переносившей различные элементы, которые обладали большим сродством к сере.

Серебро встречается вместе с медью в районе Верхнего озера, а также в Айдахо, Неваде и Калифорнии.

Аргентит Ag₂S Табл. 6 серебряный блеск

Обычно в виде нерегулярных масс, но иногда в виде кубов; твердость 2.5; удельный вес 7.3; цвет и черта (цвет порошка) свинцово-серые; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Аргентит, простой сульфид серебра, является главным источником получения серебра. Он похож на галенит и имеет такие же твердость, черту (цвет порошка) и удельный вес, но отличается тем, что у галенита очень совершенная кубическая спайность, тогда как у аргентита спайность отсутствует. Аргентит легко режется ножом (сектилен). Он обычно встречается в виде нерегулярных масс, но иногда в виде кубов, представляющих собой прекрасные образцы для коллекций; он ассоциируется с такими минералами, как галенит, сфалерит, халькопирит, пирит, флюорит, кварц и кальцит.

Он встречается в трещинах и жилах по всей территории Кордильер, особенно в Калифорнии, Колорадо, Неваде (жила Комсток), Аризоне (рудник Силвер-Кинг) и вокруг берегов Верхнего озера.

Пираргирит Ag₃SbS₃ Табл. 7 рубиновая руда или темно-красная серебряная руда

Обычно встречается в виде нерегулярных масс; твердость 2.5; удельный вес 5.8; цвет темно-красный до черного; черта (цвет порошка) пурпурно-красная; блеск металлический до алмазного; полупрозрачный по тонким краям.

Пираргирит, сульфид серебра и сурьмы, отличается своим темно-красным цветом и пурпурной чертой (цветом порошка). Он может быть похож на прустит, но легко отличается от последнего, у которого черта ярко-красная. Он также временами похож на гематит и киноварь, но гематит имеет твердость 6, а последняя имеет ярко-красный цвет повсеместно, в то время как пираргирит чернеет на свету, так что характерный красный цвет виден только на свежих поверхностях. Характерный красный цвет можно сохранить на минерале только при постоянной защите от света.

Иногда пираргирит встречается в кристаллах, которые относятся к гексагональной системе и представляют собой призмы с низкими гранями на концах, как на таблице 7, причем минерал отличается тем, что грани на противоположных концах неодинаковы.

Пираргирит встречается главным образом в трещинах и жилах кварца, флюорита, кальцита и т. д. и ассоциируется с пиритом, халькопиритом, галенитом и т. д. Он довольно распространен в Колорадо в округах Ганнисон и Юрей, в Неваде, Нью-Мексико, Аризоне и т. д.

Прустит Ag₃AsS₃ Табл. 7 светлая рубиновая руда

Обычно встречается в виде нерегулярных масс; твердость 2.5; удельный вес 5.6; цвет от алого до киноварно-красного; черта (цвет порошка) такая же; блеск алмазный; прозрачный по тонким краям.

В целом этот минерал очень похож на пираргирит, но имеет алый цвет и черту (цвет порошка), которые являются абсолютно характерными. Его поверхность может тускнеть до черного цвета при воздействии света, поэтому необходимо убедиться, что исследуются свежие поверхности. Иногда он встречается в кристаллах того же типа, что и предыдущий минерал. Обычно он встречается в ассоциации с пираргиритом.

Цераргирит AgCl роговое серебро

Обычно встречается в виде нерегулярных масс или корочек; твердость от 1 до 1½; удельный вес 5.5; цвет перламутрово-серый, серовато-зеленый до бесцветного, но переходящий в фиолетово-коричневый на свету; блеск смолистый; прозрачный по тонким краям.

Этот минерал обычно встречается в виде тонких прожилок или восковых корочек, но может образовывать кристаллы, в каковых случаях они представляют собой кубы. Он очень мягкий и легко режется ножом, что наряду с его склонностью приобретать фиолетово-коричневый цвет на свету облегчает его идентификацию. Цераргирит является вторичным минералом, образующимся в результате действия хлорсодержащей воды на какой-либо из сульфидов серебра. Он встречается в верхних частях рудников, особенно в засушливых регионах.

Медная группа

После золота следующим металлом, нашедшим применение, стала медь. Около 4000 г. до н. э. наши далекие предки обнаружили, что при нагревании определенных горных пород они получают металл, который можно было ковать, измельчать и обрабатывать до полезных форм. Как ни странно, горные породы, содержавшие медь, также содержали немного олова, так что эта первая найденная медь была не чистой, а содержала от пяти до десяти процентов олова, делая получаемый металл более твердым — то, что мы называем бронзой. Прошло несколько тысяч лет, прежде чем они научились выделять медь как чистый металл, но она поддавалась обработке и годилась для изготовления хороших инструментов. Вновь найденный металл не был столь декоративным, как золото, но благодаря возможности изготавливать из него инструменты он оказал огромное влияние на развитие человека. По мере того как бронзовые орудия начали вытеснять каменные, наступил «бронзовый век». В Америке индейцы в районе Верхнего озера находили самородную медь, подвергшуюся выветриванию из горных пород, а позже добывали ее и тоже ковали из нее ножи, топоры, иглы и украшения, но, вероятно, никогда не умели плавить ее и отливать свои орудия. Во всяком случае, ко времени высадки Колумба они были не так далеко продвинуты в использовании этого металла, как южные европейцы 6500 лет назад. С тех пор как использование железа стало всеобщим, медь не занимала столь доминирующего положения, но она по-прежнему остается «красным металлом», занимающим второе по важности место.

Она ковкая и пластичная, хотя и уступает в этом отношении золоту или серебру. Она является хорошим проводником электричества, и очень большое количество меди используется в электротехнической промышленности, кровельном деле, для производства проволоки и т. д. Она образует сплавы с другими металлами: десять частей меди и одна олова — это бронза, десять частей меди и одна цинка — латунь, а медь с алюминием — алюминиевая бронза.

Подобно серебру и золоту, медь широко рассеяна в магматических горных породах, но прежде чем стать доступной, она должна быть выщелачена растворителями и сконцентрирована в жилах, трещинах или определенных частях лав или гранитов. Первичными рудами являются те, которые во время, когда магматическая порода была еще горячей, были перенесены горячими парами и жидкостями в трещины и там отложились, главным образом в виде сульфидов. Существует длинный список таковых, но в нашей стране более распространены следующие: халькозин — сульфид меди, халькопирит — сульфид меди и железа, борнит — другое сочетание меди, железа и серы, а также тетраэдрит — сульфид меди и сурьмы. Когда эти первичные руды оказываются достаточно близко к поверхности, чтобы соприкасаться с водами, несущими в растворе кислород, углекислый газ или кремнезем, они могут отдать свою серу и присоединить какой-либо из этих новых элементов, в результате чего возникают такие формы, как куприт (окись меди), малахит и азурит (карбонаты меди) или хризоколлу (силикат меди). Самородная медь также представляет собой вторичное отложение, сформировавшееся в своем нынешнем состоянии в результате стечения обстоятельств, лишивших ее первоначальной серы. В целом добыча меди не может рентабельно осуществляться из руд с содержанием металла менее половины одного процента; и использование таких бедных руд стало возможным лишь несколько лет назад в результате изобретения тончайших процессов плавки.

Соединенные Штаты производят около четверти мировой добычи меди, а Чили занимает второе место с примерно 17%.

Медь Cu Табл. 8

Обычно в виде нерегулярных масс; твердость 2.5; удельный вес 8.9; цвет медно-красный; блеск металлический; непрозрачная. Самородная медь, легко определяемая по цвету и твердости, обычно встречается в виде нерегулярных зерен, листочков или масс, на которых иногда удается обнаружить следы куба или грани октаэдра, указывающие на то, что она принадлежит к кубической системе. Самым известным местонахождением является Верхний полуостров Мичигана, который можно считать типичным. Здесь задолго до начала исторической известности индейцы находили и выкапывали медь для изготовления ножей, шильев и украшений.

В этом регионе пласты лавы чередуются с песчаниками и конгломератами. Медь изначально находилась в лавах, но была выщелачена и теперь заполняет трещины и газовые пустоты в лавах, а также пространства между галькой конгломерата. Это местонахождение получило большую известность как благодаря добываемому количеству, так и благодаря поразительно крупным массам, встречающимся иногда. В настоящее время лишь малая часть руды содержит более 2 процентов меди, и она добывается при содержании всего от ½ одного процента.

Хотя и далеко не в таком изобилии, самородная медь встречается аналогичным образом в пустотах и трещинах трапповых пород Нью-Джерси и вдоль южного берега залива Фанди. Она также известна в Орегоне, в районе Белой реки на Аляске и в арктической части Канады.

Халькопирит CuFeS₂ Табл. 8 медный колчедан или желтая медная руда

Встречается в кристаллах или нерегулярных массах; твердость 4; удельный вес 4.2; цвет бронзово-желтый; черта (цвет порошка) зеленовато-черная; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Халькопирит напоминает пирит, но его цвет более золотисто-желтый, а поверхность покрывается идиризирующей побежалостью. Кроме того, твердость халькопирита составляет всего 4 по сравнению с 6 у пирита. В кристаллах этот минерал принадлежит к тетраэдрической системе, так как ось c имеет длину всего 0.985 по сравнению с 1 для двух других осей. Это различие настолько незначительно, что на глаз октаэдр кажется принадлежащим к кубической системе. Халькопирит встречается в октаэдрах и тетраэдрах (как на таблице 8), причем последние представляют собой форму, где развита лишь половина граней октаэдра. Однако наиболее частой формой нахождения являются нерегулярные массы.

Это важнейшая первичная руда меди, широко распространенная в лавах, жилах или трещинах, связанных с магматическими горными породами. Судя по всему, отложения образовывались либо во время извержений, либо вскоре после них из паров и горячих растворов, переносивших сульфиды меди (и другие сульфиды) из расплавленных магматических пород. Халькопирит обычно ассоциируется с пиритом, галенитом, сфалеритом и халькозином, а также с кварцем, флюоритом и кальцитом. Он встречается во всех штатах Новой Англии, в Нью-Йорке, Нью-Джерси, Пенсильвании, Мэриленде, Виргинии, Северной Каролине, Теннесси, Миссури и во всех штатах Скалистых гор и Тихоокеанского побережья.

Борнит Cu₅FeS₄ пурпурная медная руда

Встречается в зернистых или плотных массах; твердость 3; удельный вес 5; цвет бронзово-коричневый с голубоватой побежалостью; черта (цвет порошка) серовато-черная; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Борнит также известен как эрубесит, «румяная руда», пестрая медь, павлинья медь и т. д., причем все эти названия указывают на сильно переливающуюся побежалость, которую свежие поверхности вскоре приобретают при воздействии воздуха. Хотя он обычно встречается в массах, иногда его находят в виде грубых кубов кубической системы. В нашей стране он недостаточно обилен, чтобы использоваться в качестве руды, но его можно обнаружить вместе с другими рудами, такими как халькопирит или халькозин. На востоке он был найден в Бристоле (шт. Коннектикут) и близ Уилкс-Барре (шт. Пенсильвания), в то время как на западе его следует ожидать везде, где встречаются другие сульфидные минералы меди.

Халькозин Cu₂S Табл. 9 медный блеск

Встречается в мелкозернистых плотных массах; твердость 2.5; удельный вес 5.7; цвет темно-свинцово-серый; черта (цвет порошка) черная; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Халькозин является одной из важных медных руд, особенно в Аризоне и в округе Бьютт в Монтане. Он напоминает аргентит по цвету и общему виду, но легко отличается хрупкостью и склонностью свежих поверхностей приобретать синеватые или зеленоватые оттенки побежалости. Иногда он встречается в кристаллах ромбической системы; но грани призмы настолько скошены, что их шесть, и призма напоминает гексагональную призму (см. стр. 16).

В районе Бьютт (шт. Монтана), важнейшем медном регионе Соединенных Штатов, до 50% руды составляет халькозин, который является производным первоначально отложившегося халькопирита, потерявшего железо. В жилах этого района халькопирит, бурнонит, тетраэдрит и несколько других медных минералов, не описанных в этой книге, встречаются все вместе, а вместе с ними также золото, серебро и мышьяковые минералы. Золото составляет около 2¼ цента на фунт меди, а серебра содержится несколько меньше. Эти жилы были впервые вскрыты ради серебряных руд, которые были более важными на глубинах от 200 до 400 футов. Ниже этих глупай медь приобрела гораздо большую значимость. Именно выветривание удалило большую часть медных минералов в верхних частях жил, но оставило значительную часть серебра. Халькозин также важен на большинстве рудников Юты и Аризоны.

На востоке он был найден в Бристоле, Симсбери и Чешире (шт. Коннектикут), а на западе он встречается во всех кордильерских штатах.

Тетраэдрит Cu₃SbS₃ Табл. 9 и 10 серая медная руда

Встречается в виде нерегулярных масс и тетраэдров кубической системы; твердость 3.5; удельный вес 4.7; черта (цвет порошка) темно-коричневая; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

В своей кристаллической форме тетраэдрит встречается в виде тетраэдров, которые обычно имеют грани, образованные скашиванием ребер и срезанием углов, как на двух рисунках таблицы 10. Халькопирит также может встречаться в тетраэдрах, но его золотисто-желтый цвет совершенно отличен от серовато-черного цвета тетраэдрита. В массах его твердость и черта (цвет порошка), являющаяся темно-коричневой, весьма характерны.

В Англии и Боливии тетраэдрит является важной медной рудой, но в нашей стране он представляет собой просто широко распространенный медный минерал, ассоциированный с большинством горнодобывающих предприятий, однако ни в коем случае не являющийся главной рудой. Он был найден в небольшом количестве в штатах Новой Англии, на рудниках Келлогг в Арканзасе и в изобилии в Колорадо, Монтане, Юте, Аризоне, Неваде и Нью-Мексико.

Куприт Cu₂O Табл. 9 и 10 красная медная руда

Встречается в кубических, октаэдрических и додекаэдрических кристаллах кубической системы или в массах; твердость 3.5; удельный вес 6; цвет темно-буровато-красный; черта (цвет порошка) буровато-красная; блеск металлический; полупрозрачный по тонким краям.

В кристаллическом виде куприт легко определяется, но в массах его свежие поверхности могут наводить на мысль о прустите, однако черта (цвет порошка) и твердость в этих двух случаях совершенно различны. Иногда его цвет напоминает гематит, но последний имеет твердость 6. При нахождении он часто покрыт тонкой зеленой пленкой малахита.

За исключением самородной меди, рудой, содержащей наибольший процент меди, является куприт, содержащий 88.8% меди. Он может встречаться в любых месторождениях медных руд, находящихся в засушливом климате и выше уровня грунтовых вод, и очень часто ассоциируется с малахитом и азуритом. В районе Бигби (шт. Аризона) куприт является одной из важных руд.

Помимо описанного выше нормального залегания, куприт может встречаться в двух других разновидностях: одна, где кристаллы росли бок о бок и поэтому свободными для непрерывного добавления минерала оставались только концы, что привело к образованию волокнистой массы, известной как «плюшевая медная руда» или халькотрихит; другая — землистая смесь лимонита и куприта кирпично-красного цвета, называемая «плитчатой рудой».

Куприт в небольшом количестве встречается в Новой Англии, более обильно в таких местах, как Саммервилл и Флемингтон (шт. Нью-Джерси), Корнуолл (шт. Пенсильвания), в районе Верхнего озера и довольно обильно в кордильерских штатах.

Малахит CuCO₃·Cu(OH)₂ Табл. 11

Обычно встречается в виде желвакообразных или корочковых масс; твердость 3.5; удельный вес 4; цвет зеленый; черта (цвет порошка) более светлого зеленого цвета; блеск алмазный, шелковистый или матовый; полупрозрачный по тонким краям.

Ярко-зеленый цвет малахита обычно достаточен для его мгновенного определения, но можно убедиться в этом, капнув на него кислоты, в каковой точке он вскипает, что характерно для столь многих карбонатов, но это единственный карбонат, который является ярко-зеленым. Обычно малахит залегает в виде нерегулярных масс, но изредка встречаются и кристаллы. Они чрезвычайно малы, игольчаты и принадлежат к моноклинной системе. В Уральских горах есть месторождение, где эти кристаллы растут волокнистыми массами, обычно лучистыми от центра. Малахит в таких конкрециях обладает шелковистым блеском. Эти редкие конкреции предоставили правителям России уникальный и высоко ценимый материал для изготовления царских подарков. В европейских музеях и дворцах можно найти множество предметов, вырезанных из этой формы малахита и помеченных как дары русских царей.

В Соединенных Штатах малахит широко распространен, появляясь в виде зеленых полос и натеков там, где медные минералы подвергались воздействию воздуха. Это та зеленая побежалость, которая появляется на бронзе и меди при выветривании. Он встречается в больших количествах в Нью-Джерси, Пенсильвании, Висконсине, Неваде, Аризоне, Юте, Нью-Мексико и т. д. Рудник Бирби в Аризоне — это место, которое снабдило музеи множеством красивых образцов малахита в ассоциации с азуритом. Это самые поразительные образцы по яркости своих цветов, встречающиеся в каких-либо коллекциях.

Малахит известен примерно с 4000 г. до н. э., египтяне имели рудники, где добывали его между Суэцем и горой Синай. В те ранние времена он был особенно детским амулетом, защищающим владельца от злых духов. Он до сих пор используется как поделочный камень меньшей ценности при изготовлении некоторых видов ювелирных изделий.

Азурит 2CuCO₃·Cu(OH)₂ Табл. 11

Встречается в виде короткопризматических или таблитчатых кристаллов моноклинной системы; твердость 4; удельный вес 3.8; цвет лазурно-синий; черта (цвет порошка) более светлого синего цвета; блеск стеклянный; полупрозрачный по тонким краям.

Азурит — еще один весьма эффектный минерал, полностью характеризующийся своим цветом и чертой (цветом порошка). Подобно малахиту, он вскипает в кислоте. Он очень близок к малахиту по составу и при увеличении содержания воды может и свободно переходит в зеленый минерал, так что редкие образцы азурита лишены следов малахита. Он встречается в тех же местах, что и малахит, но на востоке не столь обилен.

Азурит вместе с сопутствующим малахитом распиливается и полируется для получения полудрагоценных камней для некоторых видов ювелирных изделий.

Хризоколла CuSiO₃·2H₂O

Никогда не встречается в кристаллах, а в прожилках и корочках; твердость 2–4; удельный вес 2.1; цвет голубовато-зеленый; черта (цвет порошка) белая; блеск стеклянный; полупрозрачный по тонким краям.

Этот довольно редкий минерал часто выступает в виде опало- или эмалеподобных корочек, и его цвет варьирует от типичного голубовато-зеленого до небесно-голубого или даже бирюзово-голубого. Это минерал, образующийся в результате действия кремнеземсодержащих вод, вступающих в контакт практически с любыми медными минералами, и обнаруживаемый в сопровождении куприта, малахита, азурита и т. д. Он никогда не встречается в количествах, достаточных для использования в качестве руды, но его поразительный цвет привлекает внимание, и его можно найти довольно часто, особенно на западе.

Железная группа

Чистое железо представляет собой химический курьез, очень похожий на серебро. Извлеченное из своих руд или в природе железо всегда содержит примеси, такие как углерод, кремний, сера и фосфор, причем их содержание наиболее велико в самом грубом железе, таком как «чугун». Его ковкость и пластичность лишь ненамного уступают золоту и серебру, благодаря чему оно обладает широким спектром свойств для использования человеком. В самородном виде в виде мелких зерен в некоторых темных лавах оно встречается лишь изредка. Однако существует одно замечательное исключение из этого утверждения: на острове Диско в Гренландии имеется базальтовая горная порода, из которой выветриваются крупные валуны самородного железа весом до 20 тонн. Это железо очень похоже на железо метеоритов и, вероятно, произошло из больших глубин земных недр. Удельный вес железа равен 7.8. Оно составляет около 5% земной коры и, вероятно, содержится в гораздо больших процентах в глубинах Земли.

Железо было открыто человеком позже золота, серебра или меди, около 1000 г. до н. э.; но будучи найденным, оно оказалось настолько более обильным, чем любое из них, что вскоре возобладало над медью, и со времен Древнего Рима до современности составляет основу прогресса цивилизации, каковые времена справедливо называют «железным веком».

Железо легко соединяется с неметаллами и встречается в виде сульфидов, оксидов, карбонатов и т. д., а также присутствует в качестве вторичного металла в той большой группе минералов, которая известна как силикаты (см. стр. 97). Оно образует сплавы с широким спектром других металлов, причем каждое сочетание изменяет свойства железа, делая его полезным в еще более широком спектре производств. Введение от ¼ до 2½% углерода в железо превращает его в сталь, которая более твердая (пропорционально количеству углерода) и прочная, чем чистое железо.

Соединения железа входят в число наиболее многочисленных и важных цветов в природной палитре: лимонит обеспечивает коричневые тона, окрашивающие почву и столь многие горные породы, гематит придает красный цвет другим распространенным горным породам, а магнетит часто окрашивает магматические горные породы в черный цвет, в то время как хлорофилл, придающий зеленый цвет растениям, является соединением железа, как и гемоглобин, придающий красный цвет нашей крови.

Железо присутствует во всех магматических горных породах, а вторично — в осадочных и метаморфических. Оно растворимо в воде, поэтому постоянно переносится с места на место и претерпевает изменения из одного соединения в другое в зависимости от складывающихся обстоятельств.

Первичными формами являются пирит, магнетит и силикаты. В выветрелых горных породах железо превращается в лимонит, сидерит или гидратированные силикаты. Гематит представляет собой промежуточный оксид, из которого вода, содержащаяся в лимоните, была удалена умеренным нагреванием или бактериальным воздействием.

Лимонит 2Fe₂O₃·3H₂O Табл. 12

Никогда не кристаллический, встречается в почковидных (маммилярных, ботриоидальных) и сталактитовых формах, либо в волокнистых, плотных, оолитовых, желвакообразных или землистых массах; твердость 5.5; удельный вес 3.8; цвет от желтовато-коричневого до черного; черта (цвет порошка) желтовато-коричневая; блеск от металлического до матового; непрозрачный.

Лимонит — очень распространенный минерал, цвет, черта (цвет порошок) и твердость которого легко его идентифицируют. Ржавчина железа — его самая знакомая форма. В измельченном виде он представляет собой охру желтую, используемую в красках. Будучи столь повсеместно распространенным, он встречается самым разнообразным образом. Во-первых, существует волокнистый тип, выстилающий полости, в жеодах или свисающий в виде сталактитов в пещерах. Он имеет шелковистый блеск, опалесцирующую, глазурованную или черную поверхность и находится в виде сосцевидных или почковидных масс. Во-вторых, он может встречаться в плотных массах в жилах, где он отлагался водами, которые, циркулируя по соседним горным породам, собирали его из пород и, достигая открытых трещин, снова откладывали. В-третьих, он может залегать пластами на дне водоемов, куда его приносили воды, собиравшие его притеканием по поверхности вмещающих пород. Измерения в Швеции показывают, что в таких местах он может накапливаться на целых шесть дюймов в течение двадцати лет. В прудах и болотах разлагающаяся растительность образует органические соединения, вызывающие выпадение железа в осадок из воды по мере ее поступления ручьями. Такой вид железа на дне прудов или болот также известен как «болотное железо». Другая форма, в которой лимонит может встречаться в прудах, озерах или даже в море — это оолитовые массы. В этом случае железо образует крошечные шарики, возможно, с песчинкой в центре, вокруг которой слой за слоем нарастает железо, подобно слоям луковицы. Если получающиеся шарики крошечные, это называется оолитовым (подобно рыбьей икре), а если шарики крупнее — пизолитовым (подобно горошинам). Бактерии, вероятно, играют большую роль в выпадении лимонита в осадок подобным образом. В-четвертых, лимонит встречается в землистых массах, обычно смешанных с такими примесями, как глина и песок, которые представляют собой остаток, остающийся на месте растворения известняков в результате выветривания. Пятый способ залегания известен как госсан, или «железная шляпа», представляющий собой массу лимонита, образующую шапку над жилой какого-либо сульфидного минерала, такого как пирит, халькопирит или пирротин, подвергшегося выветриванию; в этих минералах сера была удалена, оставляя массу лимонита над жилой. Это особенно распространено на западе. Лимонит довольно легко легкоплавок и, следовательно, вероятно, был первой рудой, из которой древний человек извлекал железо.

Лимонит представляет собой оксид железа с 3 молекулами кристаллизационной (или конституционной) воды, приходящимися на каждые 2 молекулы оксида. При умеренном нагревании лимонита вода удаляется, и образующееся соединение представляет собой гематит — тот же оксид, но без воды. В этом случае и во многих других подобных случаях, таких как гипс, опал и т. д., мы имеем два или более минералов, возникающих вследствие присутствия или отсутствия воды в минерале. Молекулы воды занимают определенное место в расположении молекул, определяющем структуру минерала. Иногда вода удаляется при температуре около 212 °F, в каковом случае она называется кристаллизационной водой, но в других случаях, например у гипса, для удаления воды требуется значительно более высокая температура, и тогда она называется конституционной водой. Во всех случаях удаление воды изменяет расположение молекул, и в результате получается новый минерал с собственными характеристиками.

В данном случае лимонит является лишь одним из ряда минералов, имеющих в основе молекулу Fe₂O₃ и включающих большее или меньшее количество воды в свое молекулярное строение следующим образом:

Turgite 2Fe₂O₃·H₂O Goethite Fe₂O₃·H₂O Limonite 2Fe₂O₃·3H₂O Xanthosiderite Fe₂O₃·2H₂O Limonite Fe₂O₃·3H₂O

Из них гётит является кристаллическим, остальные — некристаллическими. Они могут встречаться в чистом виде или в самых разных смесях, причем смеси обычно объединяются под названием лимонита. Лимонит — безусловно, самый распространенный из этой серии, гётит встречается довольно часто, но остальные редки в качестве чистых минералов.

Лимонит встречается во всех частях всех штатов и в каждой стране. Несмотря на такую распространенность, сегодня он вовсе не является важным источником железа: лишь около одного процента добываемого в нашей стране железа происходит из этого источника, хотя в Германии, Швеции и Шотландии он имеет относительно гораздо большую важность.

Гётит Fe₂O₃·H₂O Табл. 12

Встречается в виде блестящих коричневых до черных ромбических призм, обычно завершенных низкими пирамидами; твердость 5; удельный вес 4; цвет от коричневого до черного; черта (цвет порошка) буровато-желтая; блеск несовершенный алмазный; непрозрачный.

Гётит, названный в честь поэта Гёте, увлекавшегося минералогией, гораздо менее распространен, чем лимонит или гематит, но встречается вместе с ними в жилах. Его обычная форма — ромбическая призма со скошенными ребрами и низкой пирамидой на обоих концах. Кристаллы обычно растут сростками, образуя волокнистую массу, часто лучистую, в каковом случае она известна как «игольчатый железняк»; либо призмы могут быть настолько короткими, что напоминают чешуйки, когда из-за желтовато-красного цвета его называют «рубиновой слюдкой». Он встречается во многих штатах, включая Коннектикут, Мичиган, Колорадо и др.

Гематит Fe₂O₃ Табл. 13 и 14 железный блеск

Встречается в плотных, почковидных (маммилярных, ботриоидальных) или сталактитовых массах темно-красного до черного цвета либо в землистых массах яркого до темно-красного цвета; твердость 6; удельный вес 5.2; цвет от охристо-красного до черного; черта (цвет порошка) от вишнево-красной до темно-красной; блеск металлический, стеклянный или матовый; непрозрачный по тонким краям.

Гематит легко отличается от других красных минералов по твердости и черте (цвету порошка). Он может встречаться в кристаллах, которые принадлежат к гексагональной системе и обычно представляют собой гемиэдрические формы двойной пирамиды или ромбоэдры. Эти ромбоэдры обычно имеют скошенные ребра, как на табл. 13, A; или имеют таблитчатую форму в результате такого скошивания двух противоположных ребер, при котором получается форма, подобная табл. 13, B. Однако обычным способом нахождения являются некристаллические массы, представляющие собой превращения лимонита путем потери им кристаллизационной воды. В таких случаях мы имеем волокнистые, оолитовые или плотные массы в зависимости от формы залегания лимонита. Превращение лимонита в гематит требует некоторого нагрева для удаления кристаллизационной воды, но ни в коей мере не сопоставимого с метаморфизмом.

Гематит служит источником 90% добываемого в нашей стране железа. Часть его поступает из знаменитой клитонской железной руды — пласта толщиной в фут и более, начинающегося в штате Нью-Йорк и простирающегося вдоль Аппалачских гор до Алабамы, где его толщина составляет десять и более футов и он служит основой металлургической промышленности Бирмингема. Затем существуют огромные залежи землистого и плотного гематита, вероятно происходящего из лимонита вокруг западного конца Верхнего озера. Этот последний регион дает сегодня около 75% железа для нашей страны.

Рыхлые землистые массы гематита часто известны как «красная охра» и использовались индейцами для боевой раскраски. Сегодня аналогичный материал получают путем измельчения гематита и использования его для красной краски. Красный цвет в огромных толщах горных пород обусловлен присутствием небольших количеств гематита, выполняющего роль цементирующего материала. Красный цвет рубина, граната, шпинели и розовый цвет полевых шпатов и кальцита обусловлены следами гематита.

Этот минерал очень распространен и встречается в каждом штате.

Магнетит Fe₃O₄ Табл. 14 Магнитный железняк

Встречается в массах или в кубических октаэдрах или додекаэдрах; твердость 6; удельный вес 5.8; цвет черный; черта (цвет порошка) черная; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Магнетит — еще одна важная железная руда, отличающаяся тем, что она сильно магнитна; согласно Плинию, его название происходит от имени пастуха Магнеса, обнаружившего, что его посох с железным наконечником притягивается минералом, когда он странствовал на горе Ида. Это магнитное свойство неоднократно использовалось для обнаружения залежей маггнетита и очень помогает при отделении магнетита от «черных песков», частью которых он так часто является. Однако эти пески обычно содержат магнетит с таким большим количеством титана, что они непригодны для плавки.

Магнетит встречается в ассоциации с магматическими или метаморфическими горными породами и часто представляет собой лимонит или гематит, изменившиеся в результате высоких температур. Часть его, особенно в магматических породах, несомненно, находилась в расплавленной магме и кристаллизовалась из нее, пока она была еще горячей. Это форма железа, всегда указывающая на прошлые высокие температуры. Он является рудным минералом примерно для 3% железа в нашей стране, но в Скандинавии и некоторых других странах он играет ведущую роль в качестве источника железа.

Он встречается в Адирондакских горах, в Нью-Джерси, Пенсильвании, Арканзасе, Северной Каролине, Нью-Мексико и Калифорнии.

Сидерит FeCO₃ Табл. 13 и 14 Шпатовый железняк

Встречается в волокнистых ботриоидальных массах или ромбоэдрических кристаллах, иногда с искривленными гранями; твердость 3.5; удельный вес 3.8; цвет серовато-коричневый; черта (цвет порошка) белая; блеск стеклянный; полупрозрачный по тонким краям.

Подобно гематиту, этот минерал относится к гексагональной системе и кристаллизуется в гемиэдрической форме, образуя ромбоэдр. Его грани часто искривлены, что редко встречается у минералов: лишь немногие формы, подобные этой и доломиту, имеют не плоские грани. Когда кристаллы сидерита растут сростками, теснота часто приводит к росту только по одной грани, образуя волокнистую массу, и в таких случаях поверхность массы имеет почковидный (ботриоидальный) контур. Минерал склонен окисляться, теряя серовато-коричневый цвет и превращаясь в лимонит. В Соединенных Штатах он практически никогда не используется как руда на железо, но в Германии и Англии из этого минерала выплавляется много железа.

Он встречается в Массачусетсе, Коннектикуте, Нью-Йорке, по всей территории Аппалачских гор, а также в Огайо.

Пирит FeS₂ Табл. 15 и 16 серный колчедан

Встречается в виде кубов, октаэдров и пиритоэдров либо в плотных массах, чешуйках или зернах; твердость 6; удельный вес 5.1; цвет латунно-желтый; черта (цвет порошка) зеленовато-черная; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Это один из самых распространенных минералов. Он встречается во всех типах горных пород, с самыми разными ассоциациями, во всех частях света. Его кристаллы кубические, широко распространены кубы и октаэдры. Пиритоэдр также является обычной формой и характерен для этого минерала. Это гемиэдрическая форма, производная от 24-гранной формы, т. е. куба с четырьмя гранями на каждой стороне. В этой 24-гранной форме каждая вторая грань развилась, а остальные исчезли, в результате чего образовалась 12-гранная форма, известная как пиритоэдр, которая отличается от додекаэдра тем, что каждая из ее граней является пятиугольной вместо ромбической. В кристаллах пирит трудно спутать с каким-либо другим минералом; но в массах его часто принимают за золото, халькопирит, пирротин или марказит. От первых двух его следует отличать по цвету, так как они золотисто-желтые. Пирротин бронзово-желтый, а марказит более бледного желтого цвета. Кроме того, по твердости пирит значительно превосходит любой из этих минералов, кроме марказита. Последний вызывает наибольшие трудности при определении. Его более светлый цвет и то обстоятельство, что он обычно встречается в волокнистых массах, служат лучшими отличительными признаками.

Несмотря на такую распространенность, пирит практически никогда не используется в качестве железной руды, потому что сера делает металл «красноломким», или хрупким, и серу нелегко полностью удалить из железа; однако пирит широко применяется в производстве серной кислоты, столь важной для многих наших отраслей промышленности.

С пиритом обычно смешаны другие сульфиды, такие как халькопирит, арсенопирит, аргентит и т. д.; но важнейшей примесью является золото, которое часто рассеяно в пирите в виде невидимых частиц, а иногда в количествах, делающих целесообразным плавление ради золота.

Пирит — это прежде всего та форма, в которой соединения серы железа появляются в сильно нагретых горных породах, и его следует ожидать в метаморфических породах, а также в магматических породах, особенно в трещинах и жилах, отходящих от магматических пород. Он может встречаться в осадочных горных породах, но в последних это обычно марказит.

Марказит FeS₂ Табл. 15 белый колчедан

Встречается в ромбических кристаллах, обычно сгруппированных в волокнистые или лучистые массы, либо в некристаллических массах; твердость 6; удельный вес 4.8; цвет бледный латунно-желтый; черта (цвет порошка) зеленовато-серая; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Марказит имеет тот же химический состав, что и пирит, и внешне похож на него, но имеет более светлый оттенок и обычно встречается в виде волокнистых масс. Он является более распространенной формой в известняках и сланцах, в то время как пирит чаще встречается в магматических и метаморфических горных породах. Вероятно, марказит образуется в результате более быстрого осаждения из холодных растворов, тогда как пирит отлагается медленнее из горячих растворов.

Обособленные кристаллы марказита редки; но если они образуются, то принадлежат к ромбической сингонии. Обычно присутствует та или иная форма двойникования, и из-за множественного характера двойников кристаллы марказита имеют неровные очертания с входящими углами. Наиболее обилен он в виде лучистых масс, которые на изломе кажутся волокнистыми. Он легко разлагается, поглощая кислород из воздуха и образуя даже в музейных витринах белый налет или «цветки», представляющие собой сульфат железа, или мелантерит. Во влажном воздухе он поглощает воду и разлагается до серной кислоты, которая может превратить окружающий известняк в гипс. Марказит встречается везде, где вмещающими породами являются известняки и сланцы.

Пирротин Fe₁₁S₁₂ Магнитный колчедан

Встречается в массах; твердость 4; удельный вес 4,6; цвет бронзовый; черта (цвет порошка) серовато-черная; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.

Таблитчатые кристаллы известны, но очень редки. Они принадлежат к гексагональной сингонии. Эту форму легко отличить от других желтых минералов по ее магнитных свойствам. Он далеко не так обилен, как два предыдущих сульфида железа, но довольно часто встречается в жилах в магматических горных породах и реже в известняках; большие количества серной кислоты производятся из месторождения в известняке в Дактауне, штат Теннесси. Он обнаруживается в большинстве штатов. В ассоциации с никелем он является важным источником последнего минерала, как, например, в Садбери, Канада. Пирротин очень похож на вещество, обнаруживаемое в метеоритах, известное как троилит.

Группа свинца

Научившись получать железо из горных пород с помощью грубых методов выплавки, древние народы попытались нагревать различные породы и примерно около 500 г. до н. э. случайно открыли свинец, который сравнительно легко отделяется от своих руд. Этот металл использовался со времен Древнего Рима для изготовления труб, желобов и т. д.

Свинец — мягкий металл, довольно ковкий, но обладающий небольшой пластичностью и еще меньшим сопротивлением на разрыв. Хотя это один из более распространенных металлов, в природе в чистом виде он не встречается. Он рассеян в виде мельчайших количеств в магматических горных породах, а также обнаруживается в осадочных горных породах и в морской воде. Его минералов немного: галенит, сульфид свинца, является самым распространенным и в то же время формой, в которой свинец отлагается первично. Галенит также может представлять собой результат вторичного отложения. Другие минералы — церуссит, англезит и пироморфит — являются результатом изменения галенита, когда он залегает достаточно близко к поверхности, чтобы подвергаться воздействию агентов выветривания, таких как вода и воздух. Свинцовые минералы обычно ассоциируются с цинковыми минералами, причем существует лишь немного мест, где минералы одной группы встречаются без другой. Большая часть свинца при первой выплавке из руды содержит большее или меньшее количество серебра, иногда настолько значительное, что свинцовую руду выгоднее перерабатывать ради серебра, чем ради самого свинца.

Свинец используется для изготовления труб, желобов, пуль и т. д., а в форме своих оксидов — в производстве красок и стекла. Восемьдесят три части свинца и 17 частей сурьмы составляют типографский сплав. Свинец и олово образуют при сплавлении припой. Свинец и олово с небольшими количествами меди, цинка и сурьмы составляют пьютер (британский металл). Соединенные Штаты производят около 20% мировой добычи этого металла.

Галенит PbS Табл. 17 свинцовый блеск

Встречается в кубах или раскалывающихся массах; твердость 2,5; удельный вес 7,5; цвет свинцово-серый; черта (цвет порошка) свинцово-серая; блеск металлический; непрозрачный.

Хотя существует довольно много свинцово-серых минералов, галенит легко идентифицировать по его спайности, которая является совершенной в трех направлениях, параллельных граням куба. Даже умеренный удар молотка раскалывает массу галенита на мелкие кубические кусочки. Кристаллы часто имеют углы, срезанные гранями октаэдра, а иногда ребра скошены гранями додекаэдра. Нередко встречаются кристаллы крупного размера, размером в несколько дюймов в поперечнике. Если галенит содержит от 1 до 2% висмута в качестве примеси, спайность, как это ни странно, меняется на октаэдрическую, но это редкое явление.

Галенит может встречаться как первичный минерал в жилах, связанных с магматическими интрузиями, или в виде нерегулярных масс в метаморфических горных породах; но чаще он обнаруживается в виде нерегулярных масс в известняках, где известняк был растворен, а образовавшиеся таким образом полости заполнены вторичными отложениями галенита. Он также встречается на контакте между магматическими породами и вмещающей породой, каковой бы она ни была. Иногда он обнаруживается в остаточных глинах.

Среди наиболее важных месторождений свинца выделяются район Кер-д’Ален в штате Айдахо, где добывается галенит с высоким содержанием серебра; район Лидвилл в штате Колорадо, где свинец, серебро и золото встречаются вместе в жилах; район Джоплин в штате Миссури, где руды свинца и цинка залегают вместе в виде нерегулярных масс в известняках; а также аналогичный по характеру район в штате Висконсин.

В местах своего нахождения галенит обычно ассоциируется со сфалеритом, аргентитом, халькопиритом, пиритом и кальцитом. Он встречается в каждом штате.

Церуссит PbCO₃ Табл. 18 белая свинцовая руда

Встречается в волокнистых или плотных массах, либо в ромбических кристаллах, обычно на галените; твердость 3,5; удельный вес 6,5; бесцветный; черта (цвет порошка) белая; блеск алмазный; прозрачный по тонким краям.

Хотя кристаллы этого минерала имитируют гексагональные, фактически они являются ромбическими, причем простой формой является октаэдра с двумя скошенными ребрами, образующий двойные шестигранные пирамиды (см. табл. 18 А). Обычно присутствуют грани призмы. Широко распространено двойникование — как простого контактного типа, показанного на пластине 18 Б, так и такого типа, при котором три кристалла проросли друг через друга, образуя шестилучевой кристалл. Значительный вес и тот факт, что он вскипает в кислоте, служат для идентификации церуссита. В чистом виде он бесцветен, но примеси придают ему белый, серый или серовато-черный цвет, а иногда он имеет синеватый или зеленоватый оттенок.

Он обычно встречается везде, где обнаруживается галенит, в качестве вторичного минерала, происходящего из галенита. В этой стране он не используется в качестве руды, поскольку, как в районе Лидвилл, жилы, содержащие церуссит у поверхности, на умеренных глубинах сменяются, и галенит занимает место церуссита. Он встречается вдоль всех Аппалачских гор и во всех штатах Кордильер. Особенно прекрасные образцы получены из района Кер-д’Ален в штате Айдахо.

Англезит PbSO₄ Табл. 18

Встречается в зернах и массах или в таблитчатых и призматических ромбических кристаллах; твердость 3; удельный вес 6,3; бесцветный; блеск алмазный; прозрачный по тонким краям.

Характерны два способа нахождения: один — в полостях в галенитом, другой — в виде концентрических слоев вокруг ядра галенита. В первом случае развиваются прекрасные кристаллы, во втором минерал представлен в виде масс. Кристаллы похожи на кристаллы барита, но растворимы в азотной кислоте, в то время как барит нерастворим. Иногда кристаллы имеют призматическую форму с гранями пирамид вместо таблитчатой.

Он встречается в свинцовых рудниках в ассоциации с галенитом и в нашей стране не используется как руда на свинец, однако в Мексике и Австралии он достаточно распространен, чтобы добываться в качестве руды. Подвергаясь воздействию воды, содержащей углекислый газ (а большинство поверхностных вод содержат его в некотором количестве), он легко превращается в церуссит. Он обнаруживается в штатах Миссури, Висконсин, Канзас, Колорадо и в Мексике.

Пироморфит Pb₅Cl(PO₄)₃ Табл. 17 зеленая свинцовая руда

Встречается в виде мелких бочонковидных гексагональных кристаллов, а также в волокнистых или землистых массах; твердость 3,5; удельный вес 7; цвет от зеленого до коричневого; блеск смолистый; полупрозрачный по тонким краям.

Пироморфит встречается в верхних горизонтах свинцовых рудников и образуется при разложении галенита. Его зеленый цвет (иногда переходящий в коричневый), значительный вес и смолистый блеск служат для отличия этого минерала. Форма кристаллов представляет собой простой гексагональный призму с усеченными концами. Он обнаруживается в Фениксвилле (штат Пенсильвания), Миссури, Висконсине, Колорадо, Нью-Мексико и т. д.

Группа цинка

Цинк и медь составляли латунь раннего периода Древнего Рима; но даже тогда цинк не был известен как отдельный металл, а латунь получали путем выплавки пород, в которых встречались как цинк, так и медь, причем цинк никогда не выделялся в чистом виде вплоть до гораздо более позднего времени. Некоторое время в позднеримский период он, по-видимому, получался отдельно, но тогда и на протяжении всего Средневековья цинк и висмут путали. Наша самая ранняя запись о выплавке цинка в том виде, в каком мы знаем его сегодня, относится примерно к 1730 году в Англии. В те более ранние дни продукт — цинк, висмут или оба вместе — был известен как «шпетер», и это название закрепилось за цинком в горнодобывающих и коммерческих кругах, так что сегодня, если кто-то ищет котировки в газете, он часто находит цинк под рубрикой шпетера.

Цинк, подобно свинцу, рассеян в небольших количествах во всех магматических горных породах. Местами он сегрегирован в трещинах или жилах, отходящих от магматических пород, по контакту между магматическими породами и осадочными или метаморфическими породами, в известняках, где образовались полости растворения, впоследствии заполненные цинковыми минералами, а также в виде остатка при выветривании известняков. Во всех этих местах он тесно ассоциируется со свинцом.

Сульфид, сфалерит, является первичным минералом, а остальные минералы, такие как цинкит, смитсонит, каламин, виллемит, франклинит и др., являются вторичными, возникающими в результате изменения исходного сфалерита. В связи с цинковыми минералами район Франклин-Фернас в штате Нью-Джерси представляет особый интерес, поскольку в этом месте обнаружены два крупных метаморфизованных месторождения, содержащих широкий спектр цинковых минералов, несколько из которых не встречаются больше нигде.

Цинк мягок и ковок, но обладает лишь слабой пластичностью и небольшим сопротивлением на разрыв. Он образует сплавы с несколькими металлами и в таком виде наиболее полезен сегодня: три части меди и одна часть цинка составляют латунь; четыре или более частей меди и одна часть цинка составляют «сусальное золото»; медь и цинк (чуть больше цинка, чем меди) составляют «белый металл»; три части меди, одна часть цинка и одна часть никеля составляют нейзильбер и т. д. Цинк также используется в больших количествах для оцинкования железа, причем листы железа погружаются в расплавленный цинк и таким образом покрываются тонким слоем. Он также применяется в батареях и самых разнообразных отраслях химической промышленности.

Сфалерит ZnS Табл. 19 и 20 цинк-обманка, блекло-свинцовая руда

Встречается в зернах, в волокнистых или слоистых массах или в кубических кристаллах; твердость 3,5; удельный вес 4; цвет от желто-коричневого до почти черного; черта (цвет порошка) от светло-желтого до коричневатого; блеск от смолистого до алмазного; полупрозрачный по тонким краям.

В виде кристаллов сфалерит чаще всего встречается либо в додекаэдрах, либо в тетраэдрах (гемиэдрические формы кубического октаэдра). Спайность довольно хорошая и параллельна граням додекаэдра. Трудность обычно заключается в том, чтобы получить достаточно крупные кристаллические массы для четкого наблюдения этой спайности, но при исследовании углов между гранями осколков спайности обнаруживается, что они такие же, как у додекаэдра. Когда минерал чист, он имеет цвет смолы, но иногда он бывает красноватым или красно-коричневым, и тогда его называют «рубиновым цинком», а чаще он темно-коричневый из-за присутствия железа в качестве примеси. Это то, что горняки называют «блеклой рудой» (black-jack). Присутствие железа также обычно делает черту более темной. Твердость, черта и спайность обычно позволяют легко определить этот минерал.

Сфалерит является первичной рудой цинка и обычно встречается в трещинах и жилах, отходящих от масс магматических горных пород, или вдоль поверхности контакта, где магматические породы, такие как гранит или лавы, соприкасаются с такими метаморфическими породами, как гнейсы, сланцы или кристаллические известняки. Однако в районе Джоплин (штат Миссури) сфалерит носит вторичный характер: он был собран водами, циркулирующими в известняках, и отложен в них в виде нерегулярных карманов. Этот джоплинский район произвел больше цинка, чем любой другой в мире. Соединенные Штаты ежегодно производят около 25% мировой добычи этого металла.