Материал: Betekhtin
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
461
Диагностические признаки.
В пегматитах и гранитах обычно узнает
ся по характерным таблитчатым формам непрозрачных кристаллов тем
ножелтой или красноватобурой окраски.
П. п. тр. почти не плавится. Порошок монацита, смоченный H
2
SO
4
,
при прокаливании окрашивает пламя в зеленый цвет. В HCl с трудом
растворяется, выделяя белый осадок. С бурой образует стекло, в горячем
виде желтое или желтоватокрасное, по охлаждении бесцветное.
Происхождение и месторождения.
Обычно этот минерал встречает
ся в
пегматитах
, иногда
гранитах
и
гнейсах
в парагенезисе с полевыми
шпатами, цирконом (Zr[SiO
4
]), в некоторых случаях с магнетитом, иль
менитом и другими минералами. Однако известны находки его в доло
митовых прожилках гидротермального происхождения в ассоциации
с магнетитом.
При разрушении коренных месторождений монацит, как химически
устойчивый минерал, переходит в россыпи (речные и морские).
В России монацит известен из гранитных пегматитов
Черная Салма
(
в Северной) и
Импилахти
(в Южной Карелии), а также из россыпей
Мочалина Лога
(Ю. Урал).
Из зарубежных месторождений монацита следует отметить пегмати
ты
Мадагаскара
(в Анкацобе и на горе
Волхамбохитра
), где встречаются
его кристаллы очень крупных размеров, а также большие речные и мор
ские россыпи в
Бразилии
(МинасЖерайс, Байя), и в
Траванкоре
(Индия),
где производится его специальная добыча.
Практическое значение.
Как источник редких земель и тория мона
цит представляет промышленный интерес. Добывается почти исключи
тельно из россыпей путем промывки, при которой благодаря большому
удельному весу накопляется в тяжелой фракции.
Применение редких земель, преимущественно церия, весьма разно
образно. В настоящее время они главным образом используются при про
изводстве пирофорных сплавов и цериевых углей для дуговых ламп в
прожекторах. Применяются они также при изготовлении особых сортов
стекол, пропускающих световые лучи, но отражающих ультрафиолето
вые и большую часть тепловых лучей, затем в производстве прочных лег
ких сплавов (например церия с магнием, алюминием и др.), в качестве
катализаторов в различных отраслях химической промышленности,
а также в качестве красителей и для многих других целей.
КСЕНОТИМ
— Y[PO
4
]. От греч.
ксенос
— чужой,
тими
— честь (дол
го принимали за другие минералы).
Химический состав.
Содержание Y
2
O
3
теоретически должно дости
гать 63,1 %. Обычно в небольших количествах содержит прочие редкие
земли (Er, Се и др.), иногда ThO
2
, UO
2
(до 5 %), ZrO
2
(до 3 %), SnO
2
, SiO
2
(до 9 %) и др. Разновидность, называемая гуссакитом, содержит SO
3
до
6 % (и, вероятно, CaO).
Описательная часть
462
Сингония
тетрагональная; дитетрагональнодипирамидальный в. с.
L
4
4
L
5
5
PC
.
Облик кристаллов.
Встречается в кристаллах призматическо
го облика, похожих на кристаллы касситерита и циркона, а также в сплош
ных массах. По кристаллической структуре аналогичен циркону. Крис
таллы обычно представляют комбинацию {110}, {010} и {011}. Реже
встречаются другие формы.
Цвет
ксенотима желтоватобурый, коричневый до красного, серый.
Черта
светлобурая или красноватая.
Блеск
стеклянный, восковой или
жирный.
N
g = 1,815 и
Nm
= 1,720
Твердость
4–5. Излом неровный. Хрупкий. Наблюдается совершен
ная
спайность
по {100}.
Уд.
вес
4,45–4,59.
Прочие свойства.
Часто ра
диоактивен.
Диагностические признаки.
От похожих на него циркона, рутила
и касситерита легко отличается по более низкой твердости, а в тонких
шлифах — по оптическим свойствам.
П. п. тр. не плавится. В обычно употребляемых кислотах не растворя
ется. Будучи смочен H
2
SO
4
, окрашивает пламя в синеватозеленый цвет.
Происхождение и месторождения.
Встречается в гранитах и пегма
титах в виде мелких рассеянных кристалликов, нередко в ассоциации с
цирконом, с которым иногда образует ориентированные срастания, с апа
титом, алланитом, монацитом и др.
Ксенотим — относительно устойчивое соединение. При разрушении
пород, в которых он присутствует, переходит в россыпи.
В гранитных пегматитах Северной Карелии ксенотим известен в ори
ентированных сростках с Th,Uцирконом из жилы острова
Оленчик
. От
мечен в массиве
Томтор
на Анабарском плато (Западная Якутия). Наи
большей известностью пользуются месторождения ксенотимсодержащих
гранитных пегматитов и россыпей Бразилии (МинасЖерайс), Норве
гии (Хиттерё близ Арендаля, Крагерё в Телемаркене), Швеции (Иттер
бии близ Стокгольма) и др.
2. Группа апатита
Группа апатита представлена соединениями типа
A
2
[
X
O
4
]
3
Z,
в кото
рых роль катионов играют Ca
2+
, Pb
2+
и в ряде изоморфных примесей иног
да TR
3+
, Y
3+
, Mn
2+
и Sr
2+
, а в качестве добавочных анионов участвуют F
1–
,
Cl
1–
, [ОН]
1–
, O
2–
и [СO
3
]
2–
.
Замечательной особенностью этой группы является также то, что ком
плексный анион [РО
4
]
3–
может быть частично замещен более слабым ани
оном [SiO
4
]
4–
, но в комбинации с более сильным анионом [SO
4
]
2–
(если
при этом не происходит изменения валентностей в катионах).
ФТОР8
и
ХЛОРАПАТИТ
— Ca
5
[PO
4
]
3
F и Са
5
[РО
4
]
3
Сl. От греч.
апа
тао
— обманываю. В прежнее время его часто ошибочно принимали за
другие минералы призматического или шестоватого облика (берилл, ди
опсид, турмалин и др.).
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
463
Химический состав.
Для фторапатита: CaO — 55,5 %, P
2
O
S
— 42,3 %,
F — 3,8 %. Для хлорапатита: CaO — 53,8 %, Р
2
О
5
— 41 %, Cl — 6,8 %. Более
распространен фторапатит. Часто наряду с F присутствуют, обычно в не
значительных количествах, Cl, ОН и СО
3
(карбонатапатит). Изоморф
ными примесями к CaO иногда являются Na
2
O, редкие земли, главным
образом Се
2
О
3
(до 5 %), MgO (до нескольких процентов); в незначитель
ных количествах присутствуют Fe
2
О
3
, Аl
2
О
3
и др.
Сингония
гексагональная; дипирамидальный в. с.
L
6
PC.
Пр. гр.
C
6
3
/
m
(
C
2
6
h
). Для фторапатита:
а
0
= 9,36;
с
0
= 6,88. Для хлорапатита:
а
0
= 9,52;
с
0
=
6,85.
Кристаллическая структура.
Элементарная ячейка в проекции на
плоскость (0001) имеет вид ромба (рис. 256), по вершинам которого рас
полагаются ионы фтора. Ионы кальция, по Н. В. Белову, сидят внутри
тригональных призм, образующих колонки вдоль оси
с
(рис. 257). Ко
лонки эти двух сортов: одни из них более сложные по строению и состоят
из трех призм в данном слое, с изменением их ориентировки вокруг шес
терной оси в каждом слое, благодаря чему в целом структурный мотив
приобретает гексагональный облик (рис. 256 справа); другие — простые
и представлены одиночными трехгранными призмами (рис. 256). Между
собой все эти колонки связаны тетраэдрами РО
4
, перемежающимися с
пустыми октаэдрами по вертикали. Анионы фтора располагаются в цент
ре из двух слоев тригональных призм. Что касается карбонатапатита, то,
по представлениям Н. В. Белова, здесь имеет место частичная замена ра
дикала [РО
4
] на [CO
3
F], чем и объясняется повышенное содержание фтора
в этой разновидности апатита.
Рис. 256.
Проекция кристаллической структуры апатита вдоль оси
с
. Слева — общий
вид структуры в плане; справа — гексагональный участок структуры, вырезанный вдоль
светлых разделительных линий (на фигуре слева) и в центре содержащий анион фтора.
Черное — тетраэдры РО
4
; заштрихованное горизонтально и в клетку — колонки сложно
го строения из тригональных призм с катионами Са
2+
; косо заштрихованные треуголь
ники — простые одинарные призмы с катионами Са
2+
Описательная часть
464
Рис. 257.
Структура апатита в аксонометрической проекции.
Анионы фтора сосредоточены на шестерных винтовых осях (6
3
), вокруг которых
располагаются тригональные кальциевые призмы
Облик кристаллов.
Апатит часто встречается в виде хорошо образо
ванных вросших или наросших в пустотах кристаллов в форме шести
гранных призм и игл, изредка в виде короткостолбчатых или таблитча
тых форм (рис. 258). Из граней обычно представлены призмы {101
–
0}
Рис. 258.
Кристаллы апатита:
М
{101
–
0},
Р
{0001},
X
{101
–
1},
S
{112
–
1},
n
{213
–
1}. Наличие
последней формы указывает на отсутствие вертикальных плоскостей симметрии
и {112
–
0}, пинакоид {0001}, дипирамиды {101
–
1}, {112
–
1} и др. Грани призм
бывают покрыты вертикальными штрихами. Встречаются также трубча
тые («полые» внутри) гексагональные кристаллы апатита в некоторых
гидротермальных железорудных месторождениях и пегматитах.
Агрега8
ты
. Широко распространен также в виде зернистых, плотных, тонкокри
сталлических, иногда поперечножилковатых и землистых масс. В осадоч
ных породах большим распространением пользуются различные
конкреционные формы скоплений апатита, обычно содержащих много
численные включения песчинок посторонних минералов (кварца, глау
конита, кальцита и др.). Эти скопления носят общее название
фосфори
тов
. Встречаются также псевдоморфозы по костям животных и обломкам
древесины, нередко с сохранением всех деталей строения, устанавлива
емых под микроскопом.
Цвет.
Бесцветный (прозрачный), белый, чаще бледнозеленый до
изумруднозеленого, голубой, желтый, бурый, фиолетовый, розовый до
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
465
сургучнокрасного.
Блеск
стеклянный, а на поверхностях излома жир
ный. Для чистого фторапатита:
Nm
= 1,633 и
Np
= 1,629.
Твердость
5. Хрупок. Излом неровный, иногда раковистый.
Спайность
по {0001} несовершенная.
Уд. вес
3,18–3,21.
Диагностические признаки.
Для кристаллов апатита характерен ше
стигранный призматический облик. От похожих на него кристаллов бе
рилла и аквамарина отличается более низкой твердостью.
П. п. тр. трудно плавится, даже в тонких осколках. Порошок, смочен
ный H
2
SO
4
, окрашивает пламя в голубоватозеленый цвет. В HNO
3
, HCl
и H
2
SO
4
растворяется. Азотнокислый раствор с молибденовокислым ам
монием дает реакцию на фосфор.
Происхождение и месторождения.
Как один из позднейших
магма
тических
минералов в виде микроскопических зерен присутствует во
многих изверженных породах среди щелочных пород (нефелиновых сие
нитов). Иногда в них апатит встречается в форме сплошных зернистых
масс в ассоциации с силикатами (нефелином, титанитом, эгирином, иног
да цирконом и др.). Таково, например, уникальное по запасам
Хибиногор
ское
месторождение на Кольском полуострове.
Апатит присутствует в карбонатитах
Ковдорского
массива, ассоции
руясь с форстеритом, диопсидом, магнетитом и флогопитом.
В довольно крупных шестоватых или призматических кристаллах ус
танавливается во многих
пегматитах
кислых и щелочных изверженных
пород. Иногда он встречается в
контактовометасоматических
образова
ниях в парагенезисе с различными минералами. Замечательными кристал
лами апатита славится
Слюдянское
месторождение (у оз. Байкал), где он
в ассоциации с флогопитом и диопсидом находится в кальцифирах.
Встречается он и в некоторых
гидротермальных
жильных месторож
дениях, являясь спутником таких минералов, как касситерит, флюорит и
др. В жилах альпийского типа наблюдаются короткостолбчатые и даже
плоские формы кристаллов апатита.
При процессах
выветривания
известняков, обогащенных фосфором,
в карстах и пустотах от выщелачивания иногда образуются скопления
бурых фосфоритов, обладающих, подобно агатам, концентрическизо
нальным строением.
Многие крупные месторождения фосфатов кальция образуются в мор
ских
осадочных
породах сложным биохимическим путем, будучи приуроче
ны к определенным стратиграфическим горизонтам. Фосфориты представ
лены конкрециями или желваками самых различных форм, реже сплошными
массами среди глинистых и глауконитовых песков и песчаников.
Необходимо упомянуть также об образовании фосфоритов за счет
экскрементов морских птиц и летучих мышей (гуано), населяющих пус
тынные места морских берегов и пещеры, сложенные известняками или
другими кальцийсодержащими горными породами.