Сфалерит всегда ассоциируется с галенитом, и в нем весьма вероятно присутствие таких минералов, как аргентит, пирит, халькопирит, флюорит, кварц, кальцит и барит. Он обнаруживается практически в каждом штате, особенно в трещинах и жилах, и реже в полостях в известняках.
Цинкит ZnO Табл. 19 и 20 красная цинковая руда
Обычно встречается в виде сплошных масс, но может обнаруживаться и в кристаллах; твердость 4; удельный вес 5,6; цвет глубокий красный; черта (цвет порошка) оранжевая; блеск субалмазный; полупрозрачный по тонким краям.
В виде кристаллов цинкит образует гексагональные призмы с гексагональными пирамидами на концах. Это довольно редко, большая часть цинкита встречается в сплошной массе. Спайность параллельна граням призмы и совершенная. Глубокий красный цвет и оранжевая черта совершенно характерны.
Этот минерал настолько обычен во Франклин-Фернасе (штат Нью-Джерси), что является важной рудой, но крайне редко встречается в других местах. Этот район, как упоминалось ранее, является особым для цинковых минералов. Цинковые залежи находятся в метаморфизованном известняке, в который внедрены многочисленные дайки гранита. Вероятно, цинк изначально присутствовал в пласте известняка в виде смитсонита, каламина и других вторичных минералов цинка. При внедрении горячего гранита смитсонит (карбонат) вполне мог измениться в оксид — цинкит; в то время как каламин (водный силикат) превратился в простой силикат — виллемит.
Виллемит ZnSiO₄ Табл. 20
Встречается в массах или кристаллах; твердость 5,5; удельный вес 4,1; цвет бледно-желтый в чистом виде; блеск смолистый; полупрозрачный по тонким краям.
Виллемит — еще один из минералов, которые отчетливо характерны для Франклин-Фернаса и очень редко встречаются в других местах. Он настолько распространен там, что является одной из главных руд, и в основном встречается в виде нерегулярных масс, но также обнаруживается в кристаллах. Это гексагональные призмы с трехгранной (ромбоэдрической) пирамидой на концах. Цвет в чистом виде беловатый или зеленовато-желтый, но при наличии небольших количеств примесей он может быть телесно-красным, серовато-белым или желтовато-коричневым. В виде кристаллов он легко определяется; но в сплошной массе он похож на каламин и может быть отличен только путем помещения кусочка минерала в запаянную трубку и его нагревания, при этом каламин выделяет водяной пар, а виллемит — нет.
Этот минерал является одним из продуктов метаморфического изменения и происходит из каламина, когда последний теряет свою кристаллизационную воду. Он распространен во Франклин-Фернасе (штат Нью-Джерси), а также изредка встречается в других местах, например в Салиде (штат Колорадо) и в округе Сокорро (штат Нью-Мексико).
Каламин Zn₂(OH)₂·SiO₃
Встречается в виде кристаллических корок в полостях или в почковидных или сталактитовых массах; твердость 5; удельный вес 3,4; от бесцветного до белого; блеск стеклянный.
В некристаллических массах каламин напоминает как смитсонит, так и виллемит. От смитсонита его легко отличить по тому факту, что в азотной кислоте смитсонит вскипает, а каламин — нет. От виллемита его отличить труднее, но можно поместить кусочек в запаянную трубку и нагреть. Если это каламин, выделится водяной пар, если виллемит — ничего не происходит. Когда каламин встречается в кристаллах, они имеют ромбическую сингонию и в основном таблитчатую форму, причем кристаллы отличаются тем, что два их конца завершаются по-разному.
Как этот минерал, так и смитсонит являются вторичными минералами и обычно встречаются вместе, когда цинк обнаруживается в известняках. Он распространен во Франклин-Фернасе и Стерлинг-Хилл (штат Нью-Джерси), а также встречается в Фениксвилле (штат Пенсильвания), округе Уайт (штат Виргиния) и Грэнби (штат Миссури).
Смитсонит ZnCO₃ Табл. 21 сухая кость
Обычно встречается в виде натечных корок, зерен, землистых или плотных масс, а также в кристаллах; твердость 5; удельный вес 4,4; цвет белый, желтый, зеленоватый или голубоватый; черта (цвет порошка) белая; блеск стеклянный; прозрачный по тонким краям.
В чистом виде этот минерал бесцветен, но в природных условиях он обычно белый или имеет оттенок какого-либо цвета: желтого, зеленого или синего, но во всех случаях его черта белая. Кристаллы представляют собой ромбоэдры, часто со скошенными ребрами или срезанными другими гранями углами. Он напоминает каламин и виллемит, но легко отличается от любого из них с помощью кислотной пробы, так как смитсонит вскипает при попадании на него кислоты.
После сфалерита смитсонит является наиболее распространенным из цинковых минералов. Это вторичный минерал, образующийся в результате воздействия насыщенных известью вод на сфалерит, и поэтому его следует ожидать там, где цинковые минералы встречаются в известняковой области. В районе Висконсин — Иллинойс — Айова он служит второстепенной рудой цинка и здесь называется «сухой костью». Он также встречается в районах Миссури и Арканзаса, а в Европе является важной цинковой рудой.
Франклинит (ZnMn)Fe₂O₄ Табл. 21
Встречается в плотных зернах или массах и в кубических октаэдрах; твердость 6; удельный вес 5; цвет черный; черта (цвет порошка) красновато-коричневая; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.
Это минерал, характерный для района Франклин-Фернас, от которого он и получил свое название. Он похож на магнетит, но его красновато-коричневая черта и отсутствие магнитных свойств позволяют отличить его. Когда он встречается в октаэдрах, ребра сглажены, в то время как у магнетита они острые. Это сложный и переменный оксид цинка, железа и марганца, возникший в результате метаморфизма пластов, в которых он залегал, и изначально представлявший собой, вероятно, совсем другое вещество.
Группа марганца
Хотя марганец был известен в минерале пиролюзите с давних времен, тогда считалось, что это магнетит или магнитный железняк. Лишь в 1774 году он был выделен и признан отдельным элементом.
Марганец является одним из второстепенных элементов в земной коре, составляя менее 0,07 процента, но в качестве сплава с другими металлами, особенно с железом, он приобрел для человека немаловажное значение. Он используется главным образом с железом: 20% марганца образуют сплав зеркальный чугун (шпигель), комбинацию, которая встречается в природе в Германии, а от 20% до 80% образуют ферромарганец. Эти сплавы пользуются большим спросом, поскольку они дают особо прочную сталь, необходимую в производстве боеприпасов. Источниками марганца являются оксидные руды — манганит, пиролюзит и псиломелан, которые образовались как вторичные минералы в результате выветривания силикатов, содержащих марганец. Они распространены достаточно широко, но на территории Соединенных Штатов месторождения невелики, и это один из элементов, по которым наша страна не является самообеспеченной. Крупнейшим производителем марганца является Россия; однако она потребляет почти всю свою добычу внутри страны, и наше снабжение обеспечивается следующими крупнейшими производителями — Индией, Южно-Африканским Союзом и Золотым Берегом. Сдвиг в торговле можно ожидать, когда недавно открытое в Бразилии рудное тело в Мату-Гросу будет выведено на полную мощность. Помимо использования в качестве сплава, марганец применяется в производстве красок и красителей, для осветления стекла и для некоторых типов электрических батарей.
Пиролюзит MnO₂
Встречается в землистых или волокнистых массах; твердость 1-2; удельный вес 4,8; цвет черный; черта (цвет порошка) черная; блеск матовый; непрозрачный.
Пиролюзит встречается в мягких массах и натечных корках, обычно оставляя пачкающий след на пальцах. Иногда кажется, что он находится в кристаллах, но это псевдоморфозы, имеющие форму манганита, из которого пиролюзит образовался в результате удаления воды из манганита. Часто пироморфит (так в тексте источника, прим. перев.) и манганит обнаруживаются вместе, и в некоторых случаях внешняя часть массы или кристалла является пиролюзитом, в то время как центр все еще представляет собой манганит. Псиломелан — это другой оксид марганца с водой, который может выглядеть очень похоже на пиролюзит, но и манганит, и псиломелан обладают гораздо большей твердостью, чем пиролюзит. Если возникают трудности с определением пиролюзита, его можно поместить в запаянную трубку и нагреть. Тепло не окажет на него влияния, в то время как в тех же условиях и манганит, и псиломелан выделяют водяной пар.
Пиролюзит обычно встречается в виде черных полос или карманов в остаточных глинах, которые образовались в результате разложения известняков. Он также может встречаться в дендритовых формах в пластах и трещинах (см. манганит). Он обнаруживается в Вермонте, Массачусетсе, Виргинии, Арканзасе, Колорадо, Калифорнии и т. д.
Псиломелан MnO₂·H₂O
Встречается в компактных почковидных или сталактитовых массах; твердость 5-6; удельный вес 4,2; цвет черный; черта (цвет порошка) коричневато-черная; блеск металлический; непрозрачный по тонким краям.
Псиломелан очень похож на пиролюзит и часто встречается вместе с ним. Он отличается большей твердостью и тем фактом, что при нагревании в запаянной трубке выделяет водяной пар. От манганита его отличить легче, так как он никогда не встречается в кристаллах, в то время как манганит обычно кристаллический. Этот минерал и пиролюзит являются главными рудами марганца.
Вад — это нечистая разновидность псиломелана, содержащая примесь оксида железа к оксиду марганца, обычно лимонита; или примесь может представлять собой оксид меди, кобальта, лития или бария.
Псиломелан встречается в Брандоне (штат Визмонт, прим. перев. — в тексте Vermont), в Арканзасе, Колорадо, Калифорнии и т. д.
Манганит Mn₂O₃·H₂O Табл. 22
Встречается в призматических кристаллах или в шестоватых или волокнистых массах; твердость 4; удельный вес 4,4; цвет стально-серый; черта (цвет порошка) красновато-черная; блеск субметаллический; непрозрачный по тонким краям.
Эту форму принимает оксид марганца при кристаллизации в присутствии влаги, и пиролюзит часто превращается в манганит при воздействии влаги. Кристаллы представляют собой ромбические призмы с исчерченными гранями и усеченными концами. Эти призмы обычно встречаются пучками и придают минералу волокнистый вид. Манганит несложно идентифицировать: штриховчатость на кристаллах и черта весьма характерны.
В пластах и крошечных трещинах этот минерал, а часто и пиролюзит, растет ветвящимся образом, напоминая древовидные или «мохоподобные» массы. Это называется дендритовым образованием, а разрастания марганцевых минералов называются дендритами. Одно из самых любопытных явлений такого рода наблюдается, когда «моховидный» рост заключен внутри халцедона, образуя так называемый моховой агат. Эти моховые агаты широко распространены в Скалистых горах и часто обрабатываются в качестве полудрагоценных камней. Самые прекрасные из них происходят однако из Индии и Китая.
Манганит встречается в районе Верхнего озера, в Колорадо и т. д.
Родохрозит MnCO₃
Встречается в компактных раскалывающихся массах; твердость 4; удельный вес 3,5; цвет от розового до темно-красного; черта (цвет порошка) белая; блеск стеклянный; полупрозрачный по тонким краям.
Он обычно встречается в виде розовых или красных масс, которые легко раскалываются параллельно граням ромбоэдра. Когда он обнаруживается в кристаллах, которые редки, они также представляют собой ромбоэдры. Он обычно встречается в жилах в качестве нерудного минерала с рудами меди, серебра или цинка. Его красивый цвет и тот факт, что он вскипает в кислоте, служат для отличия этого минерала. Он обнаруживается в Бранчвилле (штат Коннектикут), во Франклин-Фернасе (штат Нью-Джерси) и в жилах с серебром в Колорадо, Неваде и Монтане.
Группа алюминия
Хотя алюминий является одним из самых распространенных металлов, составляя около 8% земной коры, его связь с другими элементами настолько прочна, что методы получения чистого металла были найдены только недавно. Впервые он был выделен в 1846 году, но вплоть до 1890 года извлечение алюминия было столь дорогостоящим, что его нельзя было широко использовать. Примерно в то время для его извлечения стали применять электрические процессы, и с тех пор цена неуклонно падала, пока теперь она не составила менее 0,20 долл. за фунт. Он очень ковок и пластичен и обладает высоким сопротивлением на разрыв. Под воздействием воздуха, воды или обычных газов он не тускнеет; кроме того, он очень легкий — равный объем весит примерно треть от веса железа. Сочетание легкости и прочности, а также тот факт, что он является хорошим проводником электричества, сделали его пригодным для самого широкого спектра применений, таких как электрические аппараты, точные приборы, лодки, аэропланы и домашняя утварь.
Он является важнейшим компонентом всех основных горных пород, за исключением песчаника и известняка, и в большей или меньшей степени входит в состав множества минералов. Хотя он присутствует в глинах, сланцах, аргиллитах, полевых шпатах и слюдах, успешное извлечение его осуществляется только из бокситов. Помимо небольшого числа простых соединений алюминия, сгруппированных здесь, он также принимает участие в создании большой серии минералов, называемых силикатами, которые рассматриваются чуть дальше в этой книге.
Он образует сплавы с другими металлами, особенно с медью. Соединение меди и небольшого количества алюминия дает алюминиевую бронзу, которая выглядит как золото и используется для цепочек для часов, карандашей и т. д., а также для антифрикционных подшипников тяжелых машин. Небольшое количество, добавленное в сталь, предотвращает появление воздушных раковин и трещин при литье.
Корунд Al₂O₃ Табл. 23
Встречается в раскалывающихся массах или в гексагональных кристаллах; твердость 9; удельный вес 4; бесцветный, красный, желтый, синий или серый; блеск от стеклянного до алмазного; полупрозрачный или прозрачный по тонким краям.
Корунд легко узнается по своей твердости, уступающей только твердости алмаза. Кристаллы могут представлять собой простые шестигранные призмы, гексагональные пирамиды или комбинации того и другого. Спайность обычно описывается как отдельность, поскольку она отнюдь не совершенна, но когда она различима, она параллельна граням ромбоэдра, и осколки спайности могут казаться почти кубическими.
Будучи в чистых и безупречных кристаллах, этот минерал является одним из самых высоко ценимых драгоценных камней. Прозрачный и бесцветный, он известен как «восточный белый сапфир»; при наличии синеватого оттенка — как сапфир; при желтой окраске — как «восточный топаз»; при зеленой — как «восточный изумруд»; при пурпурной — как «восточный аметист», а при красной — как рубин. Сапфиры варьируются от бесцветных до глубокого синего цвета, причем ценность зависит от оттенка синеватого цвета и возрастает по мере углубления цвета. Восточный топаз можно легко спутать с настоящим топазом, который является гораздо более распространенным и менее ценным драгоценным камнем, но его можно отличить по твердости, так как топаз имеет твердость всего 8. Название изумруд применяется к нескольким зеленым драгоценным камням, главным образом к бериллу, который не столь тверд и является настоящим изумрудом. Восточные изумруды имеют ценность примерно такую же, как алмазы. Рубины чистой и глубокой окраски являются самыми редкими из всех драгоценных камней, их стоимость примерно в три раза выше стоимости алмазов равного размера. Наиболее востребованным оттенком является так называемый «голубиная кровь», и ценность камня такого рода почти зависит от прихоти покупателя. Лучшие рубины происходят из гранитов или метаморфизованных известняков в Бирме; лучшие сапфиры — из Цейлона, хотя оба они, а также некоторые другие корунды ювелирного качества были найдены в Северной Каролине и Монтане.
Вокруг этих камней, которые столь долго использовались индусами, персами, евреями, египтянами и христианами, соткано изобилие преданий. Сапфир был камнем Сатурна и талисманом для привлечения Божественного благоволения. Там, где предание считает сапфиром камень, на котором были написаны десять заповедей, вероятно, на самом деле имелся в виду ляпис-лазурь, как это имеет место и тогда, когда сапфиры упоминаются в качестве строительных камней для небесных врат. Рубин в древних преданиях называется «владыкой камней», «драгоценным камнем из драгоценных камней» и т. д., и он так защищал своего владельца, что тот был в безопасности от увечий в мирное или военное время.
Когда корунд окрашен в коричневый цвет примесями железа, он называется корундом, а когда в черный из-за больших количеств железа — наждаком. Эти разновидности являются далеко не самой распространенной формой залегания корунда, и при измельчении в более мелкий или более крупный порошок они образуют коммерческий наждак. Наждак обычно обнаруживается в песках, образуя так называемые «черные пески», где он накопился в результате выветривания до мелких кусочков корундсодержащих горных пород. В какой-либо из своих форм корунд встречается в Массачусетсе, Коннектикуте, Нью-Йорке, Нью-Джерси и вдоль всех Аппалачских гор, а также в Колорадо, Монтане, Калифорнии и т. д.
Боксит Al₂O₃·2H₂O
Встречается в зернах, оолитовых или глиноподобных массах; твердость 1-3; удельный вес 2,5; цвет от белого до желтовато-белого или красновато-коричневого.
Боксит никогда не встречается в кристаллах, а обычно представлен в виде землистых масс, возникших в результате разложения гранитных или вулканических пород в условиях присутствия горячих щелочных вод. Это объяснение, по-видимому, особенно применимо к месторождениям во Франции, которые первоначально были главным источником боксита, и может быть применимо к месторождениям в Джорджии и Алабаме. Однако некоторые другие месторождения, судя по всему, не имели доступа к горячим водам, и залежи выглядят скорее как результат простого разложения подстилающих пород щелочными водами.
Во многих случаях боксит напоминает лимонит тем, что представляет собой смесь двух или более оксидов алюминия с кристаллизационной водой, таких как Al₂O₃·H₂O, Al₂O₃·2H₂O и Al₂O₃·3H₂O. Это особенно справедливо в отношении боксита, который образовался в результате разложения горных пород поверхностными водами.
Боксит является рудой, из которой получают алюминий. Месторождения невелики, но Соединенные Штаты имеют свою долю среди них. Он обнаруживается в Алабаме, Арканзасе, Джорджии, Миссури, Теннесси и Калифорнии.