Главнейшие минералы свинца и цинка

Из минералов свинца и цинка наибольшим распространением в природе пользуются соединения металлов с серой (сульфиды) и соли угольной кислоты — карбонаты. Первые чаще всего представлены галенитом и сфалеритом, вторые — церусситом исмитсонитом. В месторождениях, богатых цинком, иногда заметным распространением пользуется силикат цинка — каламин (галмей). Значительно реже встречаются природные окислы свинца (глет и сурик), минералы, представляющие собой соли серной, фосфорной и других кислот.

Рудные минералы в виде отдельных или сросшихся кристаллов, или скоплений мелких кристаллических зерен хаотично либо закономерно (например, полосами) распределены среди нерудных минералов, составляя лишь первые проценты (в самых богатых рудах до 10−15%). В зависимости от преобладания тех или других рудных минералов различают галенитовые, сфалеритовые, галенит-сфалеритовые, галенит-сфалерит-халькопиритовые, галмейные (каламин часто встречается вместе со смитсонитом) и другие руды. Внешний вид и структура (сложение) полиметаллических руд различны. Это разнообразие создается, с одной стороны, преобладанием тех или иных жильных или рудных минералов, а с другой, — способом распределения рудных минералов в жильной массе.

МИНЕРАЛЫ, СОДЕРЖАЩИЕ СВИНЕЦ. Минералов, содержащих в том или ином количестве свинец, более 150. Главнейшее же промышленное значение имеют лишь галенит и церуссит.

ГАЛЕНИТ ИЛИ СВИНЦОВЫЙ БЛЕСК — самый распространенный минерал свинца. Его химическая формула PbS. В качестве примесей он часто содержит серебро, висмут, сурьму, мышьяк и некоторые другие элементы. Свинцовые руды, содержащие в заметных количествах серебро и висмут представляют промышленный интерес в качестве серебряных и висмутовых руд.

Для галенита весьма характерна кубическая форма кристаллов, свинцово-серый цвет, металлический блеск, небольшая твердость и значительный удельный вес. Кристаллы от удара легко раскалываются по плоскостям куба или, как говорят, имеют хорошую спайность.

Галенит является главнейшим первичным минералом свинца. В земной коре он чаще всего образуется при осаждении из горячих водных растворов (флюидов), при определенных условиях отделяющихся от магматического расплава и значительно реже из поверхностных растворов в результате реакций обменного разложения.

На поверхности галенит под действием воздуха и воды разлагается (химически выветривается). В результате за счет галенита образуются другие минералы: карбонаты — церуссит и англезит, окислы — глет и сурик, фосфаты и аналогичные фосфатам химически природные арсенаты и ванадаты — пироморфит, ванадинит, миметезит и некоторые другие.

Кроме простого сульфида свинца, в природе известны и более сложные соединения свинца с серой, сурьмой, медью и другими элементами — джемсонит, буланжерит, бурнонит. Так же как и галенит, они имеют свинцово-серый цвет, небольшую твердость и металлический блеск, но чаще всего игольчатый облик кристаллов. Почти нигде эти минералы не встречаются в заметных количествах. В первичных полиметаллических рудах они наблюдаются всегда совместно с галенитом и сфалеритом.

ЦЕРУССИТ (PbCO3) после галенита является важнейшей свинцовой рудой. Минерал обычно встречается в виде сплошных, реже зернистых масс белого, грязно-серого или серого цвета. Иногда удается различать кристаллы, которые имеют форму иголок и пластинок. Блеск на ровных плоскостях близок к перламутровому или алмазному. Твердость церуссита небольшая (царапается ножом и медной иглой). Как и все свинцовые минералы, он очень тяжелый. Кусок церуссита по сравнению с одинаковым куском кварца тяжелее в 2−2.5 раза. В природе церуссит образуется всегда за счет галенита. Он является типичным вторичным минералом свинца. Очень характерно для церусситовых скоплений наличие среди них мелких зерен не успевшего разложиться галенита.

Кроме церуссита вторичными минералами свинца являются сульфат свинца — англезит (PbSO4) и уже упоминавшиеся выше пироморфит, ванадинит и миметезит. Все они отличаются большим удельным весом, вытянутым обликом кристаллов, жирным или алмазным блеском и встречаются почти всегда совместно с церусситом в зонах поверхностного изменения первичных свинцовых руд.

МИНЕРАЛЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ЦИНК. Среди цинковых минералов эндогенного происхождения наибольшим распространением пользуются сфалерит и вюртцит. Промышленное же значение имеет практически один сфалерит.

СФАЛЕРИТ. Называется этот минерал также и цинковой обманкой, так как его можно легко спутать с целым рядом других минералов. Сфалерит можно спутать с вольфрамитом и шеелитом (главные руды вольфрама), касситеритом (главная оловянная руда) и сидеритом (карбонат железа).

Сфалерит встречается в виде хорошо выраженных кристаллов, но чаще — в виде зернистых и массивных, сплошных скоплений, в которых невозможно различить отдельные кристаллы. Кристаллы сфалерита обладают отличной способностью раскалываться на части по ровным плоскостям. Цвет минерала весьма различный и определяется уровнем содержания элементов-примесей в нем (особенно железа) l; чаще всего он имеет желто-коричневые тона. Сфалериты, содержащие много железа, имеют почти черный цвет и называются марматитами. Но какой бы темный цвет не имел сфалерит, порошок его всегда светло-желтый или белый. Цвет порошка 0 весьма характерное свойство этого минерала. Блеск сфалерита жирный, алмазный. По весу сфалерит значительно легче галенита, но значительно тверже.

Кроме железа, в сфалерите нередко наблюдаются примеси марганца, а из редких, но весьма ценных минералов — индий и кадмий.

На земной поверхности сфалерит неустойчив. При окислении за его счет образуются углекислые (смитсонит) и кремнекислые (каламин) соединения цинка.

СМИТСОНИТ (ZNCO3). Минеральные скопления смитсонита весьма похожи на известняк и церусситовую руду. Кристаллы встречаются редко. Обычно он проявляется в почковидных, гроздевидных агрегатах в виде корок, сплошных или землистых масс.

Цвет смитсонита белый, серый, иногда бурый или зеленоватый. Он тверже церуссита и даже иногда царапает стекло, сам же царапается только стальным острием. По весу он немного легче церуссита, но значительно тяжелее кварца и известняка.

КАЛАМИН (ГАЛМЕЙ) — основная цинковая соль кремневой кислоты — Zn4 (Si2O7) (OH) 2 H2O. В природе встречается в виде мелких кристаллов таблитчатого облика или в виде игольчатых и волосовидных кристаллов. Весьма обычны щетки (друзы) и натеки со скорлуповатым строением.

Твердость минерала немного меньше твердости стекла. Цвет каламина светло-серый, желтый, бурый, зеленоватый, реже бесцветный.

В природе каламин всегда встречается совместно со смитсонитом, церусситом, сфалеритом и галенитом, входя в состав окисленных цинковых руд. Довольно часто проявляется в значительных количествах и является важной цинковой рудой.