Материал: Betekhtin
Описательная часть
436
бурый и черный цвета (в зависимости от цвета захваченных при кристал
лизации примесей).
Блеск
стеклянный, на плоскостях спайности — пер
ламутровый отлив.
Ng
= 1,530,
Nm
= 1,528 и
Np =
1,520.
Твердость
2 (царапается ногтем).
Весьма хрупок.
Спайность
по {010} весь
ма совершенная, по {100} и {011} ясная;
спайные выколки имеют ромбическую
форму с углами 66 и 114°.
Уд. вес
2,3.
Прочие свойства.
Обладает заметной
растворимостью в воде. Замечательной
особенностью гипса является то обстоя
тельство, что растворимость его при по
вышении температуры достигает мак
симума при 37–38 °С, а затем довольно
быстро падает (рис. 245). Наибольшее
снижение растворимости устанавливается при температурах свыше
107 °С вследствие образования «полугидрата»— Ca[SO
4
]
.
1
/
2
H
2
O.
При нагревании в условиях атмосферного внешнего давления, как
показывают термограммы, гипс начинает терять воду при 80–90 °С, и при
температурах 120–140 °С полностью переходит в полугидрат, так назы
ваемый модельный, или штукатурный, гипс (алебастр). Этот полугидрат,
замешанный с водой в полужидкое тесто, вскоре твердеет, расширяясь
и выделяя тепло.
Диагностические признаки.
Для кристаллического гипса характер
ны весьма совершенная спайность по {010} и низкая твердость (царапает
ся ногтем). Плотные мраморовидные агрегаты и волокнистые массы уз
наются также по низкой твердости и отсутствию выделения пузырьков
CO
2
при смачивании HCl.
П. п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На
угле в восстановительном пламени дает CaS. В воде, подкисленной H
2
SO
4
,
растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H
2
SO
4
свыше 75 г/л
растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.
Происхождение и месторождения.
Гипс в природных условиях об
разуется различными путями.
1. В значительных массах он отлагается
осадочным
путем в озерных
и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с
NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда кон
центрация других растворенных солей еще невысока. При достижении
некоторого определенного значения концентрации солей, в частности
NaCl и особенно MgCl
2
, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит
и затем уже другие, более растворимые соли. Следовательно, гипс в этих
бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осад
ков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса
Рис. 245.
Зависимость растворимос
ти гипса от температуры
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
437
(а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, распола
гаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь
химически осажденными известняками.
2. Весьма значительные массы гипса возникают в результате
гидра
тации ангидрита
в осадочных отложениях под влиянием действия по
верхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в сред
нем до глубины 100–150 м)
по реакции:
CaSO
4
+ 2H
2
O = CaSO
4
.
2H
2
O.
При этом происходят сильное увеличение объема (до 30 %) и в связи
с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях зале
гания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных
месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гип
совых масс иногда встречаются гнезда крупнокристаллических, нередко
прозрачных кристаллов («шпатоватый гипс»).
3. В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встре
чается в виде прожилков и желваков в
коре выветривания
самых различ
ных по составу горных пород. Нередко образуется также на известняках
под действием на них вод, обогащенных серной кислотой или растворен
ными сульфатами. Встречается, наконец, в зонах окисления сульфидных
месторождений, но не в столь больших количествах, как этого можно было
бы ожидать. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев в суль
фидных рудах в том или ином количестве присутствуют пирит или пирро
тин, окисление которых (особенно первого) существенно увеличивает со
держание серной кислоты в поверхностных водах. Подкисленные же серной
кислотой воды значительно увеличивают растворимость гипса. Поэтому в
ряде месторождений гипс более обычен в верхних частях зон первичных
руд, где он в трещинах встречается вместе с другими сульфатами.
4. Сравнительно редко гипс наблюдается как типичный
гидротермаль
ный
минерал в сульфидных месторождениях, образовавшихся в услови
ях низких давлений и температур. В этих месторождениях он иногда на
блюдается в виде крупных кристаллов в пустотах и содержит включения
халькопирита, пирита, сфалерита и других минералов.
Многократно устанавливались псевдоморфозы по гипсу кальцита,
арагонита, малахита, кварца и других минералов, так же как и псевдомор
фозы гипса по другим минералам.
Редким примером эндогенного (гидротермального) гипса могут слу
жить прозрачные монокристальные массы, наросшие поверх щеток кри
сталлов цеолитов в полостях габброидов
Талнахского
месторождения
(Норильская группа, Красноярский край).
Осадочные месторождения гипса распространены по всему земному
шару и приурочены к отложениям различного возраста. На перечислении
Описательная часть
438
их останавливаться не будем. Укажем лишь, что на территории России
мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по За
падному Приуралью, в Башкирии и Татарии, Архангельской, Вологодской,
Нижегородской и других областях. Многочисленные месторождения позд
неюрского возраста устанавливаются на Северном Кавказе, в Дагестане,
Туркмении, Таджикистане, Узбекистане и др.
Практическое значение
гипса велико, особенно в строительном деле.
1. Модельный или лепной (полуобожженный) гипс применяется для
получения отливок, гипсовых слепков, лепных украшений карнизов,
штукатурки потолков и стен, в хирургии, бумажном производстве при
выделке плотных белых сортов бумаги и пр. В строительном деле он упо
требляется как цемент при кирпичной и каменной кладке, для набивных
полов, изготовления кирпичей, плит для подоконников, лестниц и т. п.
2. Сырой (природный) гипс находит применение главным образом
в цементной промышленности в качестве добавки к портландцементу,
как материал для ваяния статуй, различных поделок (особенно уральс
кий селенит), в производстве красок, эмали, глазури, при металлургичес
кой переработке окисленных никелевых руд и др.
3. Сульфаты щелочных металлов
Здесь мы опишем, кроме безводного и водного сульфатов натрия (те
нардита и мирабилита), также двойные соли с щелочноземельными ме
таллами (полигалит и каинит).
ТЕНАРДИТ
— Na
2
[SO
4
].
Химический состав.
Na
2
O — 43,7 %, SO
3
—
56,3 %. Иногда содержит в небольших количествах К
2
О, а в виде механи
ческих примесей — CaSO
4
.
Сингония
ромбическая, ромбо
дипирамидальный в. с. 3
L
2
3
PC
. Пр. гр.
Fddd
(
D
24
2
h
).
а
0
= 9,75;
b
0
= 12,29;
с
0
= 5,85.
Кристаллы имеют дипирамидальный
облик (рис. 246), иногда таблитчатый
благодаря развитию пинакоида {001}
и призмы {101}. Двойники часты (рис.
246). Нередко наблюдаются в друзах
или зернистых агрегатах.
Цвет.
Бесцветный, прозрачный, иногда с красноватым оттенком.
Блеск
стеклянный.
Ng =
1,485,
Nm =
1,474 и
Np =
1,464.
Твердость
2–3. Хрупок.
Спайность
по {010} совершенная, по {101}
ясная и по {100} несовершенная.
Уд. вес
2,66.
Прочие свойства.
Раство
рим в воде. Из пересыщенных растворов (в чистой воде) выпадает лишь
при температурах выше 32,5 °С. Ниже этой температуры кристаллизует
ся мирабилит Na
2
SO
4
.
10Н
2
О. Поэтому при комнатной температуре в ус
ловиях влажного воздуха тенардит подвергается гидратации и покрыва
Рис. 246.
Дипирамидальный кристалл
и двойник тенардита
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
439
ется белой коркой водного сульфата натрия. С течением времени распа
дается в порошок.
Диагностические признаки.
В кристаллах от других ассоциирующих
с ним минералов (мирабилита, астраханита и др.) отличается по синго
нии, а в зернистых агрегатах — по химическим реакциям.
П. п. тр. плавится и окрашивает пламя в интенсивный желтый цвет
(реакция на Na). В воде легко растворяется. Вкус солоноватый.
Происхождение и месторождения.
Образуется в некоторых усыха
ющих соленосных озерах вместе с мирабилитом, непосредственно выпа
дая в виде кристаллов из пересыщенной ионами Na и SO
4
рапы. Возника
ет также путем дегидратации мирабилита, например в верхнем слое
выброса его на берег во время штормов (в Каспийском море) или в иско
паемых (т. е. несовременного образования) залежах сульфата натрия,
а также в пустынных жарких местностях.
В России отмечается в осадках озера
Эльтон
(Нижн. Поволжье).
Как продукт деятельности фумарол встречается в некоторых вулка
нических районах (Везувий).
Крупное месторождение
КюренДаг
ископаемого тенардита в осадках
плиоценового возраста находится в Закаспии около ст. АзунСу. Вместе
с мирабилитом залегает в виде линз в песчаноглинистых отложениях.
Известен также в современных озерах Кулундинской степи (СевероВо
сточный Казахстан), к северу от Каспийского моря (
Шашинское
оз. и др.),
в Шемахинском районе (Закавказье) и пр.
Практическое значение.
Добывается вместе с мирабилитом и упо
требляется в стекольном, содовом и других производствах.
МИРАБИЛИТ
— Na
2
[SO
4
]
.
10H
2
O. Старинное название:
sal mirabile
Glauberi
(«удивительная соль Глаубера»). Синоним: глауберова соль.
Химический состав.
Na
2
O — 19,3 %, SO
3
— 24,8 %. H
2
O — 55,9 %.
С обилием кристаллизационной воды связаны многие свойства минерала.
Сингония
моноклинная; призматический в. с.
L
2
PC.
Кристаллы обладают короткостолбчатым обли
ком по оси
b
или по оси
с
(рис. 247). Обычно встреча
ется в сплошных зернистых агрегатах, а также в виде
корок и налетов.
Цвет.
Бесцветный и прозрачный, но иногда мут
ный, белый с желтоватым, синеватым или зелено
ватым оттенком.
Блеск
стеклянный. Показатели преломления очень низ
кие:
Ng =
1,398,
Nm =
1,396 и
Np
= 1,394.
Твердость
1,5–2. Весьма хрупок.
Спайность
по {100} совершенная.
Излом
по другим направлениям раковистый.
Уд. вес
1,48.
Прочие свой8
ства.
В сухом воздухе постепенно теряет всю воду и, превращаясь в те
нардит, становится белым порошковатым веществом. Обладает охлаж
дающим слабо горькосоленым вкусом.
Рис. 247.
Кристалл
мирабилита
Описательная часть
440
Диагностические признаки.
Как минерал, богатый молекулами Н
2
О, свя
занными в кристаллической структуре, из всех легкорастворимых водных суль
фатов и хлоридов обладает наименьшим удельным весом и наиболее низки
ми показателями преломления. От соды (Na
2
CO
3
.
10H
2
O) отличается тем, что
при действии HCl не выделяет углекислоты. При нагревании выше 32 °С пла
вится, вернее, растворяется в собственной кристаллизационной воде.
Происхождение и месторождения.
В больших массах образуется в на
сыщенных натрием и сульфатными анионами соляных озерах при испаре
нии воды при температурах ниже 33 °С (если в растворе отсутствуют другие
растворимые соли) либо при понижении температуры в осеннее и зимнее
время. Если испарение воды для раствора того же состава будет происхо
дить при более высоких температурах, чем 33 °С, то будет кристаллизовать
ся безводный сульфат натрия — тенардит. В присутствии растворенного хло
ристого натрия, что почти всегда имеет место в соляных озерах, тенардит
в процессе испарения воды выпадает при более низких температурах.
Многочисленные мелкие высохшие озера Северного Прикаспия, Севе
роВосточного Казахстана (Кулундинская степь), Северного Кавказа (к югу
от Ставрополя), Закавказья, Крыма и др. содержат большие массы мираби
лита с тенардитом, с пластами галита, иногда гипса и др. В заливе КараБо
газгол (Каспийское море) в зимние месяцы, когда температура воды опус
кается ниже 6 °С, на дно в огромных количествах оседает мирабилит, который
штормами частью выбрасывается на берег, образуя белые валы соли. В лет
нее время мирабилит в самом заливе вновь переходит в раствор, а выбро
шенный на берег в верхних слоях обезвоживается, превращаясь в тенардит.
Из иностранных месторождений, содержащих мирабилит, упомянем
о Большом Соленом озере (СолтЛэйк) в штате Юта (США), озерах Мек
сики и Аргентины.
Практическое значение.
Используется главным образом для приго
товления соды по способу Леблана (сплавлением с известняком и углем),
а также в стекольной, красочной и других отраслях промышленности.
В медицине употребляется как слабительное средство.
ПОЛИГАЛИТ
— K
2
MgCa
2
[SO
4
]
4
.
2H
2
O.
Сингония
триклинная, пи
накоидальный в. с. Кристаллы редки, обычно таблитчатой формы. На
блюдается в плотных волокнистых, шестоватых агрегатах.
Цвет
белый с сероватым или желтоватым оттенком, а также кирпич
нокрасный.
Блеск
стеклянный.
Ng =
1,567,
Nm =
1,562 и
Np =
1,548.
Твердость
2,5–3.
Спайность
по {101} совершенная.
Уд. вес
2,72–2,78.
П. п. тр. легко теряет воду и плавится в непрозрачный шарик. Вода выще
лачивает соли К и Mg и оставляет осадок, отвечающий по составу гипсу.
Образуется из рассолов, богатых Mg, К и Са, в сравнительно широ
ком диапазоне температур: 0–80 °С. В месторождениях в районе Штас
сфурта слагает особый «полигалитовый ярус», располагающийся между
ангидритовым и кизеритовым. Иногда переслаивается тонкими слоями