CC BY
2НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 549.731.11: 069.51: 378 (470.56)
СЕМЕЙСТВО ШПИНЕЛИДОВ КЛАССА ПРОСТЫХ И СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО МУЗЕЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
УНИВЕРСИТЕТА
Пономарева Г.А., канд. геол.-минерал. наук, доцент, Оренбургский государственный
университет, Оренбург
e-mail: galy.ponomareva@mail.ru
Тамендаров Р.Р., студент группы 1511Г(с)ГНГ, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: tatarin0561@gmail.com
Урал является эталоном складчатых поясов фемического профиля с широким развитием ультроосновных (офиолитовых) мантийных ультрабазитов, поэтому минералы семейства шпинелидов, характерные для глубинных пород, распространены. Многие из них являются важнейшими рудами на железо; попутно извлекаются титан, ванадий, никель и другие элементы. Актуальность работы связана с возможностью изучения минералов в геологическом музее, тогда как выезд полевых экспедиций сопряжен с рядом трудностей, в том числе и экономического характера.
Ключевые слова: геологический музей, сложные оксиды, шпинелиды, рудные минералы, магнетит, хромит, мушкетовит.
Одной из главных задач геологического музея кафедры геологии Оренбургского государственного университета (ОГУ) является изучение, систематизация, классификация музейных образцов, их описание для получения дополнительной информации о строении недр, в первую очередь Оренбургской области, Уральского региона и Российской Федерации в целом.
В данной статье приводятся фотографии и описания минералов класса простых и сложных оксидов, подкласса сложных оксидов семейства шпинелидов экспозиции геологического музея, выполненных авторами.
Минералы семейства шпинелидов имеют состав ЭОЭ2О3 (где Э - элемент) и являются двойными (сложными) оксидами. Для этой группы широко распространена изоморфная форма нахождения элементов. Трехвалентные металлы - это, как правило, железо, хром, алюминий, марганец, ванадий, причем эти металлы могут изоморфно замещать друг друга. Двухвалентные металлы - это чаще всего железо и магний, реже марганец и цинк и еще реже никель, кобальт, медь, титан [1, 2].
Большинство перечисленных выше металлов являются сидерофильными по классификации В.М. Гольдшмидта и характерны для глубинных, ультраосновных пород. Рассмотрим наиболее важные из них с практической точки зрения [1, 2].
Магнетит. Минерал с формулой Без04, так же имеет другие названия, такие как железная магнитная руда, зигельштейн, магнитный железняк.
Химический состав: FeO - 31 %; Бе2Оз - 69 %; обычны примеси титана, хрома, магния, марганца, никеля, ванадия, алюминия. Название - от античного города Магнесия в Малой
Габитус кристалла в виде - - - --—'- октаэдра, ромбододекаэдра.
Агрегаты - кристаллические сростки и щётки, сплошные зернистые массы, вкрапленники в изверженных породах (рисунок 1). Грани часто бывают покрыты штрихами,
параллельными длинной диагонали ромбов. В базальтовом стекле может находиться в виде микроскопических дендритов. Обладает сильными ферримагнитными свойствами. Может изменять показания компаса. По данному признаку его можно найти: стрелка компаса показывает на магнетит и его залежи.
в) г)
Рисунок 1 - Образцы магнетита из коллекции геологического музея ОГУ (Примечание: а - магнетит, FeFe2O4, кубическая сингония, гексаоктаэдрический облик кристаллов; б - магнетит, Сибай; в - магнетит; г - магнетит (магнитный железняк), Fe3O4, Урал, гора Высокая)
По таблице Мооса имеет твердость 5,5 - 6, цвет черный, черта соответствующего цвета, блеск полуметаллический, минерал непрозрачен, излом раковистый, неровный, иногда наблюдается несовершенная спайность.
Распространён весьма широко, образует большие скопления и рудные залежи. Происхождение контактово-метасоматическое в скарнах, магматическое в основных горных породах, гидротермальное. Наиболее крупные месторождения магнетита связаны с железистыми кварцитами (Криворожский бассейн Украины; Курская магнитная аномалия; Оленегорское месторождение, Кольский полуостров; Костомукшское месторождение, Карелия; месторождения Канады, Бразилии, Венесуэлы, района Верхнего озера. Магматические месторождения титаномагнетита - Кусинское, Копанское (Урал). Контактово-метасоматические месторождения на Урале - гора Магнитная, горы Высокая, Благодать и в других регионах РФ. Ценнейшая руда на железо; попутно извлекаются титан, ванадий, никель и другие элементы. Изделия из плавленого магнетита используют в качестве электродов для некоторых электрохимических процессов.
Мушкетовит. Мушкетовитом называют псевдоморфозы магнетита по кристаллам гематита. Его формула Ре304, назван в честь известного русского геолога Мушкетова И.В. Химический состав: FeO - 31 %;
Ре2О3 - 69 %. Характерны пластинчатые или таблитчатые, реже
ромбоэдрические кристаллы. Встречается в виде сплошных, землистых, скрытокристаллических масс, листоватых и чешуйчатых агрегатов, возможны натечные образования (рисунок 2).
а) б)
Рисунок 2 - Образцы мушкетовита из коллекции геологического музея ОГУ (Примечание: а - мушкетовит, Урал, м-е Магнитогорское; б - мушкетовит (магнетит), Бе304, Сарбай)
Цвет яснокристаллических разновидностей стально-серый до черного, землистых скрытокристаллических — матово-красный до ярко-красного. Твердость - 5-6, черта вишнево-красная, красновато-коричневая. Блеск металлический до полуметаллического и матового; возможна синеватая побежалость. Излом полураковистый, неровный. Спайность отсутствует, хрупок.
Распространен в России на Северном Кавказе, на Урале, Сибири, также в Казахстане и Закавказье.
Шпинель. Минерал с формулой MgAl204. Название предположительно происходит от латинского spinellа - шип, что связано с остроконечной формой кристаллов.
Химический состав: MgO - 28,2 %; А1203 - 71,8 %. Для шпинелей характерны примеси железа, хрома, цинка, марганца.
Образует кристаллы (как правило по форме октаэдры, реже -
ромбические додекаэдры), которые редко бывают соединены в друзы, чаще это одиночные вросшие или наросшие на породу кристаллы. Часто встречаются двойники (рисунок 3).
По таблице Мооса имеет твердость 8, цвет минерала разнообразен - красный, розовый, оранжевый, зеленый, синий, красный, фиолетовый, черный, цвет черты серовато-белый, минерал прозрачен, стеклянный блеск, несовершенгая спайность, излом раковистый. Минерал хрупкий.
Разновидности: благородная шпинель (красиво окрашенные прозрачные разности), цейлонит, ганит, хромовая шпинель. Встречается довольно часто. Образуется при контактовом метаморфизме доломитов; в магматических породах и пегматитах, в гнейсах и кристаллических сланцах. Самые известные месторождения красной шпинели - россыпи долины Могок в Мьянме, причем этот камень добывается там вместе с рубином, так как различить шпинель и рубин на глаз невозможно. Встречается в Шри-Ланке, Таиланде, Афганистане, Бразилии, Индии, Таджикистане, в россыпях на Южном Урале. Практическое значение: шпинель является драгоценным камнем, используют прозрачные, без трещиноватости кристаллы.
Хромит - сложный оксид хрома и железа FeCr204. Название хромит минерал получил из-за своего химического состава, включающего хром. Химический состав хромита: Содержит 61 - 68 % Сг203. В хромитах Аккаргинского, Донского, Хабарнинского месторождений Оренбургской области были определены платина, палладий, золото и серебро [3, 4].
Кристаллы октаэдрические, редки. Обычны массивные тонкозер -нистые агрегаты либо нодули (небольшие округлые стяжения, рисунок 3).
Цвет - буровато-черный. Блеск от металлического до полуметаллического. Твердость 5,5-7,5. Излом раковистый, неровный, минерал непрозрачный. Плотность средняя, спайность
несовершенная. Цвет черты серый. Форма выделения - зернистые массы. Минерал хрупок, обладает магнитными свойствами.
Ассоциирует с оливином, серпентином, тальком, хромовыми гранатами, хлоритами и др. Встречается в дунитах, перидотитах и продуктах их изменения - серпентитах. Образуется как магматический сегрегационный минерал. Месторождения: ЮАР, Турция, Финляндия, Куба, Филиппины, Албания, Зимбабве, Индия, Казахстан. В России месторождения хромитов имеются на Урале и в Якутии. В Оренбургской области ранее разрабатывалось месторождение хромитов Аккаргинское, эксплуатировались только верхние горизонты. На массиве был открыт ряд новых точек с проявлениями хромитов (В.С. Дубинин, 1963). Сплошные руды оцениваются как высококачественные, с содержанием Cr203 до 56,3 %. С учетом наличия благородных металлов, ценность их существенно повышается [3, 4].
Хромит - единственный рудный минерал хрома, из низкосортных руд изготавливают огнеупорный кирпич, приметающийся в металлургии [1,2].
в) г)
Рисунок 2 - Образцы шпинели и хромитов из коллекции геологического музея ОГУ (Примечание: а - шпинель, MgAl2O4, Якутия, Эмельджак; б - Аккаргинский хромит, Оренбургская область; в - хромит, Сараны; г - хромит, Кемпирсай, Казахстан)
В экспозиции геологического музея имеются и другие минералы семейства шпинелидов, мы отметили наиболее важные из них в практическом применении.
Литература
1.Бетехтин, А.Г. Курс минералогии: учеб. пособие / А.Г. Бетехтин. - М.: КДУ, 2007. -
720 с.
2. Геологический словарь. Т 1. - М: Недра, 1973. - 486 с.
3 Пономарева, Г.А. Геохимические особенности Аккаргинского месторождения хромитов Оренбургской части Южного Урала / Г.А. Пономарева // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: сб. статей международной научно-методической конференции. - Оренбург: ООО ИПК, 2015. - С. 743-745.
4 Пономарева, Г.А. Металлогеническая зональность платиноидной специализации Оренбургской части Южного Урала / Г.А. Пономарева // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2015. - № 6. - С. 197-201.
