Руды свинца и цинка

Главными источниками свинца и цинка служат полиметаллические руды.

Минералы свинца и цинка

Галенит PbS (свинцовый блеск) принадлежит к числу широко распространённых рудных минералов свинцово-цинковых, сурьмяно-ртутных и золоторудных месторождений, встречается в виде отдельных прожилков, вкрапленников, гнездообразных скоплений, жил, пятнистых агрегатов и сплошных зернистых масс в сульфидных свинцово-цинковых и колчеданно-полиметаллических рудах. Пространственно тесно ассоциирует со сфалеритом, халькопиритом, пиритом, блеклыми рудами, арсенопиритом, сульфосолями Ag, Pb, Сu, минералами висмута, серебра, теллура.

Для галенита характерны элементы-примеси Ag, Те, Se, Bi, Sb.

Примеси теллура и висмута содержат высокотемпературные гале­ниты, которые встречаются в составе жильных золоторудных месторо­ждений, содержащих вольфрам.

Галениты полиметаллических месторождений отличаются концентрациями серебра и селена.

В сурьмянистых свинцовых рудах в галените нередки включения тетраэдрита.

В виде включений в галените встречаются различные редкие минералы:

• фрейбергит (богатый серебром тетраэдрит);

• полибазит (Ag,Cu)₁₆ Sb₂ S₁₁;

• пираргирит Ag₃SbS₃;

• прустит Ag₃AsS₃;

• дискразит Ag₃Sb;

• штромейерит Си ₂S·Ag₂S;

• пирсеит (Ag, Cu)₁₆ As₂ S₁₁;

• стефанит Ag₅SbS₄.

В отраженном свете галенит в сочетании с серыми минералами с более низкой отражательной способностью (например, сфалеритом, кварцем) воспринимается как чисто белый (R=43 %), но в ассоциации с арсенопиритом он воспринимается как сероватый, а если он ассоции­рует с самородным золотом и серебром, он становится голубовато-серым. Изотропный. Но тонкая исштрихованность у галенита может создать ложный эффект анизотропии (минерал гаснет и просветляется при вращении столика в скрещенных николях). В порошке с иммерсией галенит может обнаруживать яркие бесцветные блики, которые обу­словлены отражением световых лучей от мелких кусочков (эти блики могут быть ошибочно приняты за внутренние рефлексы).

Для галенита характерны структуры распада твёрдого раствора с висмутином, висмутовыми сульфосолями и минералами серебра.

Полируется хорошо, но неизбежны дефекты полировки в виде тонких штрихов и треугольников выкрашивания. Рельеф II группы. Микротвёрдость 64–110 кгс/мм². Галениты с микровключениями серебра до 0,7 % имеют микротвёрдость около 95 кгс/мм².

Переотложенный галенит в отраженном свете имеет слабо серова­тый оттенок и тонкопористое строение. Обычно гипергенный переот­ложенный галенит образует каймы вокруг скоплений халькозина и ко-веллина и совместно с этими минералами, а также англезитом, образует колломорфно-зональные скопления.

При воздействии HNO₃ полированная поверхность галенита чернеет, нередко выявляется эмульсионная структура распада с аргентитом, иногда от действия азотной кислоты галенит вскипает, образуется налет PbSO₄. От действия НСl поверхность галенита иризирует, буреет, тускнеет.

Для структурного травления галенита можно использовать разбав­ленную соляную кислоту (7 частей кислоты и 10 частей воды) и пропус­кать электрический ток в течение нескольких секунд; можно использо­вать НВг (60–70 %) – травить 8–10 секунд.

Для существенно галенитовых руд характерны примеси сульфоан-тимонатов свинца.

В отраженном свете для сульфоантимонатов свинца характерен белый цвет, схожий с цветом галенита, но этот цвет имеет слабый зеленоватый оттенок; в отличие от галенита сульфоантимонаты заметно двуотражают в иммерсии. Отражательная способность сульфоантимонатов близка галениту. С иммерсией сульфоантимонаты свинца обнаруживают эффект анизотропии в буровато-красных тонах.

В зоне окисления за счёт галенита образуются гипергенные минералы свинца, главными представителями которых являются англезит и церуссит.

Англезит PbSO₄ обычно образует на поверхности галенитовых агрегатов корки, он может встречаться совместно со скоплениями само­родной серы. Полируется англезит хорошо, но в крупных скоплениях он легко выкрашивается при полировке, очень хрупкий. В отраженном све­те темно-серый. R=9 %. Рельеф англезита II группы. Ведёт себя как изо­тропный минерал. Имеет бесцветные внутренние рефлексы, которые легко наблюдаются в воздухе. Стандартными химическими реактивами англезит не травится.

Церуссит РЬСОз развивается по трещинкам разрушающегося галенита и проникает вдоль трещин его спайности. Обычно находится в смеси с окисляющимся галенитом, причем частыми компонентами в таких смесях являются халькозин и ковеллин, которые приурочены к ещё сохранившимся от замещения участкам галенита. Церуссит полируется хорошо. В отраженном свете по цвету и рельефу похож на англезит, но имеет в отличие от него сильное двуотражение и сильный эффект анизотропии в скрещенных николях, который маскируется бесцветными внутренними рефлексами. Вскипает от действия HNO₃, подвергается травлению НСl и КОН.

Сфалерит ZnS (цинковая обманка) полупрозрачный минерал раз­личных оттенков коричневого, буроватого, реже зеленоватого или свет­ло-желтоватого цвета. Черта сфалерита бурая. При внесении в горящее пламя сфалерит не плавится, но всегда растрескивается. Обычно содер­жит в своем составе богатый спектр разнообразных примесей: Cd, Ga, Mn, Ag, реже – Hg, Sn, Bi, Sb, As, очень редко – Ge, In, Mo, Co, Те, Tl. Железистая разность сфалерита, – марматит, макроскопически чёрно-бурого цвета, непрозрачен и его можно принять по цвету и блеску за вольфрамит или энаргит, но в отличие от этих минералов железистый сфалерит (марматит) образует изометричные зёрна, а для вольфрамита и энаргита характерны вытянутые в одном направлении кристаллы.

Для сфалеритов характерны в качестве продуктов распада твердых растворов эмульсиевидные вкрапления пирротина, кубанита, халькопирита, станнина.

В верхних горизонтах рудноалтайских месторождений встречались большие массы переотложенного колломорфного сфалерита со скорлуповатым строением, он ассоциировал с халькозином и ковеллином, прослеживался вокруг реликтов незамещенного сфалерита, а также наблюдался среди колломорфных скоплений гельпирита и мельниковита (мельниковит – чёрный скорлуповатый дисульфид железа, сильномагнитный; образуется при распаде сильножелезистого сфалерита). Скорлуповатый сфалерит плохо полируется и с ним тесно ассоциирует вюртцит. В ряде месторождений скорлуповатый сфалерит отличался значительными концентрациями селена и теллура.

В отраженном свете сфалерит светло-серый (рис. 18), может иметь слабый фиолетовый оттенок. (R=18%). Отражательная способность резко снижается в иммерсии. Изотропный. Может проявлять псевдоани­зотропию (сфалериты с большим содержанием железа), вследствие на­личия мелких включений пирротина. Рельеф IV группы.

Для сфалерита характерны внутренние рефлексы. Но сильно железистые чёрные разности не обнаруживают внутренних рефлексов.

Бурые, светлые и бесцветные разности обнаруживают внутренние рефлексы соответствующие природному цвету этого минерала (бурые, коричнево-красные, буро-красные, желтые, бесцветные).

Сфалериты хорошо полируются. Микротвёрдость сфалеритов 153–270 кгс/мм². Марматиты имеют микротвёрдость около 180 кгс/мм².

В концентрированной HNO₃ сфалерит растворяется с выделением серы. Травится только HNO₃ – тускнеет и слабо буреет, но иногда полированная поверхность на кратковременное воздействие этого реактива не реагирует. Под влиянием HNO_3конц. + CaF₂ в сфалерите выявляются полисинтетические пластинчатые двойники (в агрегатах аллотриоморфных зерен).

Сфалерит можно в полированных шлифах спутать с магнетитом, но магнетит хуже полируется и травится соляной кислотой. Магнетит не имеет внутренних рефлексов. Сфалерит по цвету в отраженном свете похож на алабандин MnS.

Алабандин MnS в отраженном свете также серый и изотропный, но он светлее сфалерита (и не имеет какого-либо цветного оттенка), он темнее блеклой руды, имеет редкие темно-зелёные рефлексы, а в иммерсии густые, иногда впрочем рефлексы могут быть и темно-коричневые. В проходящем поляризованном свете алабандин зелёный. Порошок алабандина зеленовато-желтый, а рефлексы в порошке светло-зеленые до бесцветных. От действия соляной кислоты алабандин вскипает и выделяет сероводород, его поверхность становится чёрной, а на сфалерит эта кислота не действует. Алабандин травится со вскипанием HNO₃, чем отличается от сфалерита, который при травлении этой кислотой не вскипает.

В колчеданно-полиметаллических месторождениях Прииртышского рудного района Рудного Алтая в виде коллоидных агрегатов встречается вюртцит (лучистая цинковая обманка). Вюртцит был выявлен и в месторождениях колчеданного типа на Южном Урале (Блява, Яман-Касы).

Вюртцит ZnS (лучистая цинковая обманка) по химическому составу аналогичен сфалериту, но относится к гексагональной сингонии.

Рис. 21. Структуры ледяных узоров вюртцита.

Протравлено. 120^х. По Р.У. Ван-дер-Вину

В отраженном свете вюртцит несколько серее сфалерита и проявляет перистое внутреннее строение (рис. 21) и предельно слабый эффект анизотропии (от синеватых до красноватых оттенков). В отличие от сфалерита полисинтетические двойники у вюртцита отсутствуют. В кедровом масле вюртцит более бурый, чем сфалерит. От сфалерита вюртцит отличается слабой анизотропией и отсутствием полисинтети­ческих двойников.