Самородна сірка S

Синг. Ромб.

Структура молекулярна – кільцеві молекули S₈

Форма кристалів обрізані дипіраміди, пінакоїдальні, ромботетраедричні.

Скелетні кристали. Порошкові, зливні, натічні маси.

Колір яскраво-жовтий – коричневий – яскраво-червоний –чорний

Вулканічна - зеленувато-жовта..Відома біла та голуба сірка. Блиск скляний до масного. Тв. 1-2

Густина 2.

Походження –

• вулканічна: сольфатарна (на родовищі Матсуо, Японія запаси 50 млн. Т)

Вилив сольфатарної лави сірки на вулкані Сіретоко-Йосан, Японія потужністю 5 м та шириною до 30 м. Лавовий потік коло Мауна-Лоа, Гаваї.

• Зона окислення сульфідних родовищ
• Біогенно-осадова (асоціація з гіпсом, галітом, баритом, целестином)

Родина самородного вуглецю С

5 мінеральних видів: алмаз, графіт, карбін, лонсделеїт, чаоіт

графіт формується в умовах низьких тисків, алмаз в умовах високих тисків, решта в умовах надвисоких тисків в зонах ударного метаморфізму.

Аморфна різновидність – шунгіт

Графіт

Гекс. 2H та триг. 3К політипи

Колір чорний до сріблясто-чорного, блиск металічний, бляклий. Досконала сп.

Подібний на молібденіт.

Походження магматичне, метаморфічне, гідротермальне, контактово-метаморфічне по вугіллю в трапах.

Зміна параметру с гратки в залежності від температури.

Алмаз

Встановлені домішки H, B, N, O.

Морфологія

Алмази із оболонкою

Відміни – борт, баллас, карбонадо.

Розмір: - великі – 5-10 карат до 3106 кар «Кулінан». Великі алмази «Ексцельсіор», «Зірка С’єра-Леоне». Зросток карбонадо – 3087 кар

Колір – безколірний, жовтий (N), вишнево-димчастий (B), рожевий (за рахунок пластичної деформації), чорний

Найбільші родовища.

Походження: кімберліти, на глибинах 100-200 км (5-9 Гпа), температури 1150-1700 С; мета кімберлітові та пікритові дайки; високо баричні метаморфізовані породи Кустанайського масиву.

1.	2.
3.	Рис. Поля стабільності алмазу та графіту в координатах Р-Т. На діаграмі показані лінії типових РТ-градієнтів океанічної та континентальної літосфери. Із рисунку видно, що в межах океанічної літосфери виникнення алмазів неможливе Схема, що ілюструє умови виникнення алмазів в літосфері древніх кратонів. Показано поле стабільності алмазу згідно модельних варіацій РТ параметрів в межах океанічної та континентальної літосфери. Червоними лініями показано канали підйому кімберлітової (лампроїтової) магми Схема будови кімберлітової трубки. Справа показано сучасний ерозійний зріз деяких кімберлітових трубок

Розсипища алмазу

Штучне отримання алмазу.

Підтип 2. Полуметаллы і полуметаллиды.

Клас 2.1. Полуметаллы і интерполуметаллы (). Донорно-акцепторная зв'язок.

Група миш'як а- сурми.

Миш'як. Сурма. Аллемонит.

Група вісмуту. Вісмут..

Підтип 3. Гомоатомные неметаллы і неметаллиды.

Клас 3.1.Мінерали сірки і її гомологов.

Изоморфно-гомологическая група сірки.

Сірка. Селен. Телур.

Звідси тягнеться ланцюжок інших неметаллидов - великих з'єднань сірки і її аналогів із різноманітними полуметаллами і металами - утворюючих общирныый тип 3. Халькогениды і їхні аналоги.

Клас 3.2. Мінерали вуглецю

Полиморфная група самородного вуглецю

Діамант. Графіт. Лонсдейлит. Фуллерит..

Сполуки вуглецю з іншими елементами подано мінералами різноманітних класів. Сполуки з

близькими по складі і властивостями сусідами по Періодичній системі утворять самостійний тип

неметаллидов. Сполуки вуглецю з киснем - карбонати подані мінералами самостійного

класу. Сполуки з воднем виявляє графіт вуглеводні.

Клас 3.3. Неметаллиды.

Тут объеденены мінерали більш характерні для космосу - Сполуки неметаллов із близькими сусідами

по Періодичній таблиці. Загальна особливість неметаллидов - ковалентные зв'язки, діамантовий блиск висока

твердість, що сполучиться з для деяких представників установлені полиморфные модифікації і

политипии. Мінерали рідкісні, за винятком муассанитаЪЪ, що частіше зустрічається.

Група боридов.

Шрейберзит

Група карбидов.

Муассанит. Когенит.

Група силицидов

Ферсилицид.

Група азидов

Сидероазот

Група фосфиов.

Осборнит.

Від металлидов, полуметаллидов і неметаллидов, просліджуються генетичні зв'язки з більш

поширеними гетероатомными мінералами - халькогенидами оксигенидам і галогенидам.

2. Тип хімічного зв'язку, структура і властивості.

У залежності від електронної будівлі взаємодіючі атоми надаються в стані

хімічного зв'язку різного типу. Гомоатомные Сполуки неметаллов здійснюється ковалентной, або полярним зв'язком.

У самородних неметаллов ступінь ковалентности увеличивется від телуру до селену і сірки і досягає

межі в мінералах вуглецю

Діамант. У мінералах вуглецю, поданих декількома полиморфными модифікаціями,

ковалентная межатомная зв'язок зобов'язаний sp3- або sp2-гибридизации.

Малюнок структура діаманту

У першому випадку чотири що зв'язують орбитали, тетраэдрически ориентироуванные під рогом 108,28 про,

забезпечує відповідну тетраэдрическую координацію атомів вуглецю щодо один одного з

утворенням плотнейшей кубічної гранецентрированной елементарного осередку в діаманті і гексагональной

- у лонсделлите (межатомное відстань - 0.0722 Ао). Звідси характерна для діаманту велика енергія

хімічна зв'язку, прозорість в усім оптичному діапазоні, високий показник переломлення світла і

дисперсія, термо-химическая усталеність і максимальна твердість і гранична теплопровідність. З

ізоморфними домішками атомів азоту, бора,

і з вакансіями атомів вуглецю пов'язані фарбування, люмінесценція, напівпровідникові і прочностные

властивості діаманту.

У графіті реалізується гибридизация трьох орбиталей, що зв'язують атоми вуглецю з утворенням із

гексагональных плоских сіток гексагональной шаруватої структури графіту (межатомные відстані

=0.665Ао) і сферично-порожнистої структури фуллерита. Четвертий електрон кожного атома вуглецю в графіті

делокализуется і бере участь у слабкій п-связи (Ван-дер-Ваальсовой зв'язку) між гексагональными сітками (

відстань між плосккими сітками = 3.37Ао). З цим пов'язана властивому графіту низькі значення

твердості 1 і щільності = 2.2, зроблена спайність, висока електропровідність і непрозорість у

видимій області світла (цвіт від темно-сірого до чорного).

Вищий ступінь прояву ковалентной полярного зв'язку в діаманту і лонсдейлита з s-p3 - гибридизацией

орбиталей, орієнтованих завдяки силам отталкивания під рогом 109 28', що пояснює

тетраэдрическую координацію кожного атома вуглецю з межатомным відстанню R= 1. 444А°. У графіту й

інших полиморфных модифікацій вуглецю реалізуються ковалентные зв'язки з s-p2 - орбиталями

находящимися під рогом 120 щодо один одного, що забезпечують трикутну координацію атомів

вуглецю в плоских гексагональных сітках на відстані 1.42 А°; на їхнє периферії зв'язку

нескомпенсированы. Між вуглецевими сітками зв'язку забезпечуються p - електронами, що утримують

їх на відстані 3.44 А°. У цій площині дуже слабкі зв'язки і тут розколюються зразка графіту,

виявляючи вельма зроблену спайність.

Діамант найцінніший технічний камінь, виняткова твердість, Врощзрачность у широкому діапазоні

довжин хвиль, теплопровідність. Декілька десятків областей застосування виняткових електронних і фізико-механічних властивостей. Але головне - це ювелірне використання діаманту. Для видобувних країн - діамант - джерело валютних надходжень. У прирде діамант зустрічається в основному у виді кристалів

октаэдрической форми, часто зі ступечатыми гранями (111), що дають комбінаційні

ромбододекаэдрические грані з грубим штрихуванням. Звичайно мають справу також з уламками кристалів.

Часто зустрічаються також кристали кубічного габитуса, ромбододекаэдрические й округлі кристали, що

несуть риси розчинення. Кристали звичайно мають неоднорідну будівлю, обумовлена зміною умов росту. Часто кристали мають зонально-секториальное будівлю. Іноді діамант поданий сферолитами. Характерні сплощені двійники. Зернисті агрегати баллас, борт і карбонадо зустрічаються досить рідко.

Діаманти лтличаются високою чистотою хімічного складу. На 99.98 % це вуглець. Інше домішка

азоту, хоча в діаманті самими дошкульними методами виявлено 60 хімічних елементів. Закон

Вернадского.

Незважаючи на сталість складу діаманту, його властивості надзвичайно мінливі, що визначає його

технічні властивості і ювелірні якості. У основному це пов'язано з вплив азоту і різноманітних форм

його в структурі діаманту. По утриманню всі діаманти діляться на дві группы- переважну 1 із високим

утриманням і більш рідкісну Iс низьким утриманням азоту. Перший тип поглощет у ИК діапазоні між 8 и10 мкм., У УФ діапазоні до 330нм, а другий прозорий в обох інтервалах, тверже, більш теплопроводен,

мати більш високою фотопроводимостью. Азот у сполученні з вакансіями утворить множина дефектів,

частина яких відповідальний за поглинання світла, люмінесценцію і впливає на інші фізичні

властивості., У діамантах II типу переважають одиночні атоми азоту в асоціації з вакансіями. У діамантах

другого типу азот поданий різноманітними сегрегаціями, продуктами высокотемпературного отжига й

упорядкування одиночних дефектів з утворенням микровключений азоту і вакансій у виді платівок,

орієнтованих по кубі й октаэдру.

Фарбування і люмінесценція пов'язана з дефектами, що містять нечетное число атомів азоту - носіїв

неспаренных спинов, поза залежністю від концентрації азоту.

Якість діамантів як ювелірних каменів визначається по розмірах, формі кристалів, цвіту і

чистоті-утриманню вмикань. Цінність кожного кристала діаманту визначається вартістю діаманту, що можна приготувати з нього. Тому важливе раціональне огранювання з максимальним виходом і

мінімальними втратами., із мінімальною кількістю вмикань, із високою якістю цвіту і якістю

огранювання. 4С-карат, цвіт, чистота, огранювання.

Огранювання посилює оптичні властивості, блиск, дзеркальне і повне внутрішньо відбиток світла. Дисперсію, фарбування. Ідеальне огранювання Толковского.

Діагностика діамантів. Щодо проста у виді природних кристалов кубічної сингонии. Важлива

особливо в ювелірній справі, тому що є множина імітацій. Твердість. Щільність. Оптичні

властивості - блиск і дисперсія, аномальна анизотропия. Люмінесценція. Вмикання. Тест на теплопровідність. Завжди холодний. Якщо подихати на чисту грань- покриється крапельками роси.

Пошукові ознаки діаманту - у шлихах люмінесценція, щільність, блиск, супутники - червоний гранат пироп, ильменит, циркон...

Сірка. У самородної сірки атоми знаходяться в ковалентно -молекулярних зв'язках. Вони утворять восьмерные

каблучки, у яких забезпечується повне насичення електронами s2-p6- орбиталей сусідніх атомів. Між

каблучками здійснюються слабкі межмолекулярные зв'язки.

У сірки і її аналогів кожний атом пов'язаний із сусідніми двома атомами завдяки p4 гибридизации. У структурі селена і сірки вони утворять спіральні ланцюжки, а в структурі сірки ланцюжки замкнуті в спіральні восьмі-восьмі-членні каблучки, пов'язані між собою слабкими межмолекулярными зв'язками.

Малюнок Молекула сірки

Звідси - низька твердість і висока тендітність цих мінералів.

Метали. Гомоатомные або гетероатомные Сполуки металів із подібною будівлею зовнішніх електронних оболонок характеризуються металевим зв'язком. У металах атоми знаходяться в стані

металевого хімічного зв'язку і відповідно до вимоги організації восьми електронної

конфігурації кожний атом металу з s1 електронною оболонкою знаходиться в 8-ной координації, створюючи

плотнейшую кубічну гранецентрированную элеменарную осередок кристалічної структури, а з s2

оболонкою - гексагональную осередок. Тільки залізо утворить менше щільний об'ємно-центрований кубічний осередок.

Для самородних металів характерні широкі ізоморфні заміщення, іноді з утворенням

проміжних по складі мінералів - сплавів і навіть мінеральних видів з упорядкованою структурою і

розпадом твердих розчинів - сплавів з утворенням орієнтованих вмикань і взаємних

проростів.

Всі самородні метали володіють високої тепло-и електропровідністю, сильним металевим

блиском, дуже високою щільністю (Cu, Ag, Au, Fe, Co, Ni, Hg, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt). Більшість

характеризується високою ковкістю і пластичністю, але помірною твердістю (3-4), що залежить від

домішок. cамородный осмий - осмирид отличающийся некоторой ковалентностью, виділяється більш

високою тендітністю, твердістю (до 6) і пругкістю.

Діагностика

Самородні метали визначаються по ковкості, блиску в тому числі у воді, помірно-низької і середньої

твердості, по цвіту і блиску риси. Склад самородного золота, а також золота в переработаном виді

визначається пробностью- ваговим м утриманням металу золота щодо загальної ваги в тясячных

частках. установлені державою проби 335, 500, 575 і 785 при різному утриманні срібла, міді, палладия

й ін. Можна визначати по цвіту, по твердості, по хімічних реакціях, по электро-химической рнакции за

допомогою Голд-детекторов. Для визначення утримання золота в породі, руді, мінералі або сплаві краще

возпользоваться хімічними методами - пробірним аналізом, атомної адсорбції, або методами

нейтронної активації або ренгено-спектрального аналізу.

У металлидах - Сполуких металів, що ставляться до різних груп Періодичної системи елементів,

металеві зв'язки разбавляются полярними зв'язками ковалентного або донорно-акцепторного характеру.

Прикладом можуть служити станниды і плюмбиды металів платинової групи.

Полуметаллы. У полуметаллах із змішаною ковалентно-металлической зв'язком донорно-акцепторного типу

і зростаючого ступеня металличности від миш'яку до сурми й особливо до вісмуту характерна

шарувато-гофрована структура, зроблена спайність, тендітність. Щільність знаходиться в залежності від

атомної маси елемента і досягає р/ см3.

Полуметаллиды. Сполуки металів із полуметаллами забезпечуються донорно-акцепторной зв'язком із

значною участю металевого зв'язку, що зростає зі збільшенням атомного номера полуметалла в

ряду миш'як - сурма - вісмут. Їм відповідають арсениды, стибниды, висмутиды.

Неметаллиды. У Сполуких металів із неметаллами протилежного знака, тобто катионов і аніонів,

тип хімічного зв'язку визначається в основному електронною будівлею аніона. У Сполуких металів

перехідних груп із частково заповненими d - оболонками, більш істотно виявляються

донорно-акцепторные хімічні зв'язки.

Галогениды й оксиди. Сполуки металів із фтором, хлором і киснем здійснюється іонним типом зв'язку. Металевого зв'язку у важких лужних і шляхетних металів. Іонний зв'язок у максимальному ступені виявлений у фторидах і хлоридах лужних металів. У реальних мінералах - Сполуких самих

різноманітних по будівлі хімічних елементів і різних пропорцій і різних сполучень хімічні зв'язки

в основному змішаного типу. Тією ж мірою різноманітні конституційні властивості мінералів.

3. Поширеність, походження, родовище, технічне застосування й економічне значення.

Представники класів самородних металів, полуметаллов і неметаллов немногочисленны (усього

нараховується біля 50 мінеральних видів) і в природі зустрічаються достатньо рідко. За винятком

графіту, самородної сірки і самородної міді вони не утворять значних скупчень.

Походження самородних елементів пов'язано з ендогенними й екзогенними процесами диференціації.

Велика частина їх утвориться в зв'язку з магматичними і постмагматичесчкими процесами.

Діамант знаходять у кимберлитах, лапроитах, дунитах, у метаморфитах, у річкових і морських розсипах. У прибережних і підводних розсипах розсипах Намибии добуваються найкращі діаманти ювелірної якості з утриманням до 60-60 % від загальної маси. У Якутії -переважають прекрасні октаэдрические

кристали, у розсипах Заира кубічні пофарбовані діаманти, в Австралії - рожеві діаманти високої

рідкості і вартості.

Синтез аналогів діаманту й імітацій.

Графить - в основному продукт метаморфізму углеводородного речовини осадових порід.

Самородна сірка має вулканічне (эксгаляционное) походження або утвориться в гипергенных

умовах при участі бактерій, що сульфатредуцируют, за рахунок гіпсу.

Самородне залізо - типовий матеріал метеоритів. Знаменитий чорний камінь КААБА - залізний метеорит. Встановлено утворення плівок самородного заліза на поверхні реголита-лунного грунту в

результаті відновлення заліза силікатів сонячним вітром-потоком електронів - чи не тому

так яскраво відбиває Місяць промені

Лонсдейлит - гексагонаьная полиморфная модифікація вуглецю має також космогенное походження.

Його знаходять у импактитах. Його знаходять у импактитах - гірських породах метеоритных кратерів. Незвичні в

земні умови неметаллиды - карбиды, фосфиды, силициды і нитриды характерні для метеоритів і

виявлені також у грунті Місяці.

Самородна мідь концентрується в значних масах у гидротермальных утвореннях, пов'язаних із

базальтовим магматизмом і зустрічається разом із цеолітами і кальцитом (Мічиган, США, Індія, Тиман).

Утворення самородної міді разом із купритом і малахітом пов'язано з процесами повторного збагачення

в нижніх частинах зони окислювання мідних сульфідних родовищ (Джезказган, Казахстан).

Самородне срібло входить до складу руд так називаної пятиэлементной формації разом із самородним

миш'яком, самородним вісмутом, червоними срібними рудами, уранинитом, скуттерудитом і ін. (Чехія,

Німеччина, Канада). У гидротермальных родовищах срібних руд самородне срібло зустрічається

разом із родонитом (Чукотка, Росія).

Самородне золото -мінерал гидротермальных жил пов'язаних із гранітами, добувається з розсипів,

витягається з руд іншого профілю.

Платина з осмистым иридием утвориться в ультраосновных породах із хромитом, плтина з палладием - у

сульфидно-медно-никелеых родовищах, добувається також із розсипів.

Економіка

Дорогоцінні самородні метали - золото і срібло - і діаманти з найдавніших часів дуже високо

цінувалися, срібло, а потім золото з антчных часів служили грошовою одиницею. Саме серебрянные рудники біля Афін забезпечили її верховенство в Елладі. Сестреции Римської імперії і серебрянники

раннього християнства, серебрянные гривні, рублі і копійки Древньої Русі.. Золото завжди було символом

вищої влади і багатства. Тільки в пізньому середньовіччі після відкриття золота Центральної і південної

Америки золоті монети узвичаїлися. В даний час золото перестало бути грошовою одиницею -

воно еквівалент грошей і є товаром, об'єктом банківських операцій.

Обсяги видобутку. Золото добуваються з розсипів і корінних родовищ при утриманні їх у рудах біля 1 р на тонну і менше. Найважливішим методом збагачення служить гравитация з наступною цианидной

опрацюванням концентрату і на аффинажных заводах стандартних злитків вагою 11 кг. Десять років тому у усьому

світі добувалося біля 1200 т золота, із них 400 тонн добувалося в колишньому СРСР. Зараз добувається 3000

тонн за рахунок освоенния нових технологій бактеріального выщелачивания золота з бідних руд із великими

запасами. Платина добувається в обсягах на порядок менше, срібла набагато більше (воно витрачається в

основному в электро-технике і фотоделе Основні центри видобутку золота це Південна Африка, Австралія,

Росія.. У Росії видобуток в останні роки різко впала і не перевищує 100 тонн. 80 % що добувається золота використовується в даний час у ювелірній справі. Центрів ювелірної справи знаходиться з найдавніших

часів і середньовіччя в Італії. І тільки декілька відсотків в електронній промисловості і

стоматології. Золото в монетах і самородках як колекційний матеріал.

Діаманти і діаманти. Така ж роль і діамантів. З усіх щорічно що добуваються 120 млн. карат діамантів 60-80

% % - это технические алмазы абразивной и металлообрабатывающей индустрии.Інші після огранювання використовуються в ювелірних виробах. Основні центри видобутку діамантів знаходяться в Африці, Австралії і

Росії (20% по обсязі і половина вартості) (5 % ювелірних діамантів). Торгівлю діамантами на 90 % контролює компанія Де Бирс. Опрацювання діамантів у діаманти зосереджені в Бельгії, Ізраїлі, США і

Індії. Споживання ювелірних виробів у США, Японії, Індії, Європі. Річний оборот у усьому світі з діамантами досягає 48 млрд. доларів.

Золото, срібло і платиноиды - дорогоцінні метали разом діамантами й іншими дорогоцінними каменями 1

категорії ставляться Федеральним законом до валютних цінностей. Це значить, що будь-які операції з цими матеріалами без спеціального дозволу не законны. Розвідка, видобуток, переробка, опрацювання, торгівля.

За винятком ювелірних виробів.

Cohenite (Fe, Ni, Co)3C

The Canadian Mineralogist Vol. 39, pp. 889-905 (2001)