4.8. Руды олова

Руды олова связаны с пневматолито-гидротермальными месторождениями, которые размещаются в районах развития кислых и ультракислых гранитоидных пород. Высокие концентрации олова в этих районах встречаются также в составе руд вольфрамовых и полиметаллических месторождений.

Главные промышленные концентрации олова связаны с грейзена-ми, высоко-среднетемпературными кварцевыми жилами, сульфидно-касситеритовыми месторождениями и магнезиальными скарнами, испы­тавшими пневматолито-гидротермальное воздействие. Промышленные концентрации олова могут быть в районах, где развиты штоки риолитов (например, месторождения Южной Боливии и Аргентины).

За счёт оловоносных пегматитов, грейзеновых и гидротермальных кварц-касситеритовых месторождений формируются россыпи, посколь­ку касситерит чрезвычайно устойчив в зоне выветривания.

Минералы олова

Главными промышленно-ценными минералами олова являются касситерит и станнин. В больших скоплениях для получения олова мо­гут использоваться гидростаннаты олова.

Минералы олова плохо растворимы даже в концентрированных кислотах. Сплав этих минералов с бурой дает перл, который в восстановительном пламени обладает рубиново-красной окраской.

Касситерит SnO₂ (оловянный камень) принадлежит к числу распространённых минералов, но он редко встречается в большом количестве. Высокие концентрации касситерита характерны для грейзеновых месторождений. Касситерит образует пирамидальные короткостолбчатые кристаллы. Спайность неясная и нехарактерная, но иногда ясная. Для кристаллов касситерита, который принадлежит к тетрагональной сингонии, характерны простые параллельные, коленчатые и полисинтетические двойники. Макроскопически имеет желтый, медово-желтый, бурый до чёрного цвет, но бывает бесцветный. Изменчивость окраски касситерита обусловлена изоморфными и эндокриптными примесями и температурными условиями формирования. Изоморфные примеси в касситерите представлены Fe, Mn, Nb, Ti, W. Бесцветные разности касситерита встречаются редко. Грани кристаллов касситерита матовые. Может встречаться в виде сплошных зернистых или колломорфных гроздевидных скоплений. Черта и порошок касситерита буроватые или бесцветные. Он не плавится перед паяльной трубкой, а на угле с тремя объемами соды при сильном и быстром вдувании воздуха образуются мелкие корольки олова и белый налёт. Черные разности касситерита обладают электромагнитными свойствами.

При разложении сульфидов олова в зоне выветривания образуются экзогенные скопления SnO₂ («деревянистое олово») в виде пористых и землистых масс, желваков и натёчных скоплений.

Окрашенный касситерит можно спутать с рутилом (тем более, что касситерит также образует коленчатые и сердцевидные двойники, как у рутила). Но у касситерита меньше показатель преломления и двупреломление, чем у рутила. Светлоокрашенный касситерит похож на циркон. Циркон образует короткостолбчатые кристаллы и имеет слегка жирный или смоляной блеск. Спайность у циркона обнаруживается редко. У циркона выше твёрдость и ниже удельный вес (4,68–4,7 г/см³), чем у касситерита.

Если положить на касситерит каплю НСl и прикоснуться к нему в этом месте кусочком цинка (цинковой иглой), то через некоторое время под влиянием бурно выделяющегося водорода, касситерит покрывается налетом металлического олова. После смывания капли с полированной поверхности касситерита, он теряет внутренние рефлексы и выявляется внутренняя структура. Зональное строение кристаллов выявляется затем азотной кислотой путём растворения плёнки восстановленного олова.

В аншлифах касситерит обычно наблюдается в виде призматических и изометричных кристаллов и их скоплений. Кристаллические зёрна часто сдвойникованы (двойники выявляются в результате неоднородной полировки). Спайность в аншлифах обнаруживается редко и она нехарактерна. Полируется касситерит всегда плохо, необходимо предварительное пропитывание канифолью; его полированная поверхность ямчатая. Нередко касситерит наблюдается в виде округлых и угловатых зерен, иногда в виде лейсточек, напоминающих в разрезе овсяные зерна. Встречаются скопления параллельно-лучистых и радиально-лучистых агрегатов касситерита.

В отраженном свете касситерит серый (R=12–13%) и напоминает по цвету сфалерит. В косом свете касситерит янтарно-желтый, его порошок белый. Похожий на касситерит рутил имеет несколько больший показатель отражения, а циркон меньший (рутил – 23 %, циркон – 9–10 %), но эта разница глазом не улавливается. Касситерит в отраженном свете светлее кварца, его рельеф выше, чем у кварца. В косом свете касситерит обычно буро-янтарного цвета. Показатель отражения ниже, чем у сфалерита. Двуотражение слабое. Рельеф VII группы. Анизотропный. Определению анизотропии мешают внутренние рефлексы (бесцветные, белые, желтые, желтовато-коричневые, иногда красные. Чаще всего у касситерита желтые и желто-коричневые внутренние рефлексы). Микротвёрдость касситерита 731–1528 кгс/мм². Касситериты, содержащие примеси тантала и ниобия в количестве до 0,1–0,2 % имеют микротвёрдость около 1100 кгс/мм².

Характерными диагностическими признаками касситерита в ан­шлифах являются высокий рельеф, высокая твердость, плохая полировка и наличие внутренних рефлексов. Касситерит в отраженном свете резко светлее кварца, его рельеф выше, чем у кварца. Рутил имеет рельеф близкий кварцу, но отличается идиоморфной формой зёрен. У циркона рельеф близок рельефу касситерита, но циркон отличается хорошей полировкой.

На касситерит стандартные реактивы не действуют. При воздейст­вии НСl и одновременном пропускании электрического тока полиро­ванная поверхность касситерита буреет и касситерит разлагается, но в присутствии сульфидов эта реакция не получается, и в таких случаях необходима дополнительная обработка парами водорода.

Для отличия касситерита от рутила, вольфрамита, танталита и ко­лумбита применяют травление водородом. Для этого в разбавленную соляную кислоту помещают кусочек цинковой жести и кусочки олова. В течение 5 минут, помещенный в эту кислоту касситерит покрывается металлическим налётом олова.

Станнин Cu₂FeSnS₄ (оловянный колчедан) встречается в сфалерито-галенитовых и сфалерито-пирротиновых рудах, а также в рудах вольфрамо-оловянных месторождений, где ассоциирует с касситеритом, арсенопиритом, пирротином, вольфрамитом. Обычно образует сплошные агрегаты или неправильные зерна, он имеет стально-серый цвет с характерным оливково-зеленым, коричневато-зеленым отливом в свежем изломе, что отличает его от похожих блеклых руд. В случае большого количества включений халькопирита оттенок станнина в свежем изломе желтоватый. Спайность несовершенная. Полируется легко и хорошо.

Станнин обычно содержит примеси Zn (от 0,75 до 10,1 %), Sb (до 3 %), РЬ (до 2 %), Ag (до 1 %), Cd (до 1,5 %), обусловленные включениями других сульфидных минералов. Обычно станнин встречается в виде сплошных агрегатов и отдельных неправильных зерен. Кристаллы станнина встречаются очень редко.

Низкотемпературный станнин псевдокубический (сингония тетрагональная). Может содержать примесь In до 1 %. Обычно содержит включения сфалерита и халькопирита, которые выделились как продукты распада твёрдого раствора.

Высокотемпературный станнин относится к кубической синго-нии и обладает высокой способностью давать твердые растворы с халь­копиритом и сфалеритом.

Высокотемпературный станнин может наблюдаться в виде кубических или октаэдрических кристаллов, но такие кристаллы обычно мелкие и встречаются редко.

В отраженном свете станнин серо-белый с оливково-зеленым от­тенком. (R=24 %). По сравнению с галенитом – зеленовато-серо-белый. Рельеф IV группы. Микротвёрдость 206–307 кгс/мм². Двуотражение у псевдокубического станнина неясное, а в иммерсии заметное (серо-зеленый до коричнево-оливкового).Станнин анизотропный минерал с отчетливым цветным эффектом анизотропии (желтовато-коричневый, серовато-оливково-зелёный, голубовато- или фиолетово-серый).

В отраженном свете станнин можно спутать с сурьмянистой блек­лой рудой, но у блеклой руды выше показатель отражения и блеклая руда ведёт себя обычно как изотропный минерал и устойчива к дейст­вию азотной и соляной кислот.

Станнин образует структуры распада твердых растворов с халькопиритом и сфалеритом (в двойном и тройном сочетании). Для агрегатов станнина характерна тонкая пластинчатая или решетчатая сдвойникованность.

Станнин часто встречается в виде включений в халькопирите, сфалерите, арсенопирите, пирите, буланжерите, галените, пирротине, самородном золоте в районах развития олово-полиметаллических месторождений. В массе крупных выделений станнина часто заключены эмульсиевидные выделения халькопирита, образовавшиеся в результате распада твердого раствора (эти включения иногда ориентированы субпараллельно).

В станнине могут встречаться включения сильно анизотропного станнина тетрагональной сингонии, который образует реакционные каймы между станнином и халькопиритом.

Встречается станнин гексагональной сингонии (гексастаннин), он имеет желтый оттенок в отраженном свете (рис. 23) и встречается в сфалерите в виде пятнистых обособлений и эмульсионной вкраплен­ности и представляет продукт распада твёрдых растворов.

Рис. 23. Галенит-станнин-сфалеритовые агрегаты.

Сфалерит содержит эмульсиевидную вкрапленность станнина.

Олово-полиметаллические руды. Забайкалье. 120^х

Гексастаннин сильно анизотропный (с голубоватыми и зеленоватыми цветными эффектами анизотропии). Он имеет сильное двуотражение (от желтовато-коричневого до оранжево-коричневого, голубовато- или фиолетово-серого).

Станнин травится НNО₃ и НСl – иризирует, но иногда его полиро­ванная поверхность не изменяется. Блеклая руда более устойчива к дей­ствию HNO₃, a HC1 на блеклую руду не действует. Другие стандартные реактивы на станнин (равно и на блеклую руду) не действуют.

Структура станнина выявляется КМnО₄+КОН. Раствор станнина в азотной кислоте имеет синий цвет, при этом станнин разлагается, вы­деляя SnO₂ и S.

На угле станнин плавится, белея с поверхности, а на угле образуется налёт SnO₂.

В зоне окисления станнин окисляется и разлагается с образованием колломорфных стяжений оксида олова, сопровождаемых скоплениями ковеллина, борнита, марказита и лимонита.