CC BY
60
© Т.В. Черненко, 2004
УДК 622.8 Т.В. Черненко
ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИРОДНОГО И СИНТЕТИЧЕСКОГО МАЛАХИТА НА КАЧЕСТВО ФАКТУРНОЙ ОБРАБОТКИ
Семинар № 20
алахит является постоянным параге-нетическим членом окисленных медных руд, развитых в корах выветривания на различных генетических типах месторождений меди. Месторождения поделочного малахита, имеющие самостоятельное значение, неизвестны. Повсеместно добыча его осуществляется попутно при разработке как медных, так и медножелезорудных, медно-полиметаллических или уран-кобальтово-медных месторождений.
Формы выделений малахита разнообразны. Обычно он встречается в виде натечных образований - почек, корок, гроздевидных скоплений, сталактитов. Встречаются агрегаты, состоящие из мельчайших кристалликов малахита. Крупные кристаллы встречаются очень редко и весьма ценятся коллекционерами. Чрезвычайно редки образования в виде глыб малахита, массой несколько тонн.
Экзогенные палеогеографические условия формирования месторождений малахита предопределяют кристаллизацию из нисходящих инфильтрационных растворов в интервале температур от +2+4 до 70 ° С и давлениях близких к атмосферному.
По декоративно - генетическим признакам различают две разновидности. Густо-зеленый с характерным радиально-лучистым строением и шелковым отливом - так называемый «плисовый» и более светлый голубовато-зеленый «бирюзовый».
Скопления «плисового» малахита сосредоточены в образованиях «железной шляпы», развитых в поверхностной и близповерхност-ной зонах окисления (при высоких температурах и сильной концентрации) на контакте известняков со скарнами и представленных интенсивно ожелезненными и омарганцованными породами кварц-халцедо-нового и глинистого состава. (Чокпак, Гумешевское, Бисби и др.). «Бирюзовый» малахит образует глубинные скопления в нижней части глинистой коры вы-
ветривания вблизи поверхности карбонатных образований, выполняя донные части пустот и или образует крупные жилообразные скопления по трещинам известняков, доломитов и кварцитов, на глубине 70 - 130 метров (Мед-норудянское, Бисби, Колвези, Бвана Мкубва и
др.).
В процессе работы выявлены и систематизированы новые текстурно-структурные закономерности формирования декоративногенетических разновидностей малахита. По совокупности признаков строения, обусловленных ориентировкой, расположением и распределением индивидов выделяется 6 типов текстурных разновидностей: радиально-лучистая, мелкоузорчатая, концентрически-зональная, волнисто-полосчатая, прямолинейно-
полосчатая, струйчатая текстуры.
Плисовая декоративно-генетическая разновидность природного малахита представлена радиально-лучистой и мелкоузорчатой текстурой (таблица).
Темно-зеленый радиально-лучистый малахит сложен тонкими, плотно прилегающими призматическими кристаллами. При изменениях освещенности образца возникает муаровый или шелковистый отлив.
Плисовый мелкоузорчатый текстурный рисунок состоит из плотно прилегающих полу-сферолитов, лучистых пучков и образований более сложной формы. Общий рисунок мелкоузорчатого малахита определяется формой V-образных конусов, сформированных при интенсивном зарождении новых центров кристаллизации и их быстром росте. При изменении угла падения света одни конусы кажутся более темноокрашенными по сравнению с другими, возникает муаровый или шелковистый отлив.
Прямолинейный текстурный рисунок формируется при образовании малахита в
Декоративная разновидность малахита
текстура
структура
Форма индивидов
Размер индивидов
Природн.
I *
Синт.
I *
3
Радиально-
лучистая
Тонко-шестоватая
Удлиненно-
призматич.
Плисовый
Мелкоузорча-
тая
Тонко-шестоватая
Удлиненно-
призматич.
Волокнистая
Удлиненно-
призматич.
н ч
Не различима
Блоки 1,4 х 2,00 мм
Изометрич-ная; коротко-призматич.
Не различима
Блоки 1,4 х 2,00 мм
Бирюзо-
Концентрически зональная
Микро-зернистая
т.
Изометрич-ная; коротко-призматич.
Волокнистая
Удлиненно-
призматич.
Струйчатая
Волокнистая
Удлиненно-
призматич.
н ч
Н Ч
1
2
4
5
6
7
1 2 3 4 5 6 7 | 8
Бирюзо- вый Т онко-волокнистая Удлиненно- призматич. 0,005-0,01 Тол: 0,3 Дл: 10-15 До 0,005 Тол: 0,2-0,3 Дл: 5-10
Мелкоузорча- тая Волокнистая Удлиненно- призматич. 0,01- 0,02 1- -0 оТ лД 10, о" 0 о 03 Д Тол: до 1 Дл: до 15
Тонко-волокпие гая Удлиненно- призматич. 10, ,0- іл 0 0, ,0 Тол: 0,3 Дл: 10-15 5 0 0, о" о Д Тол: 0,2-0,3 Дл: 5-10
открытых трещинах и в полостях с ровным основанием. Ширина полос, составляющих текстурный рисунок, варьирует от нескольких долей миллиметра до 1,5 см. Окраска контрастная и многообразная по оттенкам.
Волнисто-полосчатая текстура образуется в результате нарушения полосчатой текстуры сингенетическими деформациями, в результате чего образуется причудливый крупно-волнистый декоративный рисунок.
Концентрически-зональный или почковидный малахит может формироваться как на искривленной, так и на ровной подложке при условии, что число исходных сферолитов ограничено. В одних случаях наблюдаются крупные одиночные почки с концентрически-зональным строением, в других - многочисленные мелко концентрические агрегаты. Геометрия узора существенно обогащается чередованием контрастных толстых и тонких слоев.
Тонкослоистая или струйчатая текстура сложена микроскопическим мелко-волнистым декоративным узором. В пределах одной зоны, волокна группируются в плотно прилегающие либо слабо разориентированные пучки, создающие эффект струйчатого текстурного узора.
Мелкоузорчатая текстура по характерному рисунку близка к “плисовому” мелкоузорчатому малахиту, но в ней отсутствует шелковистый отлив. Комбинированный малахит представляет собой сочетание различных текстурных разновидностей. Довольно часто малахитовый агрегат образует комбинации текстур плисового и бирюзового малахита.
Структуры малахита исследовались в шлифах на поляризационном микроскопе, также на электронном микроскопе ЭММА-2 методом
электронно-микроскопической фрактографии, путем применения методики одноступенчатых угольных реплик.
В результате проведенных исследований выделилось пять структурных разновидностей:
тонкошестоватая, волокнистая, тонковолокнистая, микрозернистая, скрытокристаллическая. Плисовый малахит слагают тонкошестоватая и волокнистая структуры.
Тонкошестоватая структура, под электронным микроскопом, представлена крупными, мощными параллельными индивидами. В природном малахите индивиды достигают в поперечнике более 100 мкм, длина более 1000 мкм. На стыках крупных кристаллитов прослеживается напряжение, вследствие чего, происходит расщепление, далее под действием кристаллизационного давления индивиды расщепляясь, прорастают друг в друга. В тонкошестоватой структуре синтетического малахита прослеживается тенденция к явному уменьшению размерных параметров индивидов - толщина их составляет 50 - 100 мкм, длина не более 500 мкм. Резкая слоистость, отсутствие параллельности на отдельных участках, присутствие множественных центров кристаллизации - все это говорит о быстром росте и нестабильных условиях кристаллизации синтетического малахита. Под поляризационным микроскопом в тонкошестоватой структуре синтетического малахита, четко прослеживается сетка мелких трещин расположенных перпендикулярно оси удлинения кристаллов. Что, говорит о низкой плотности образца.
Волокнистая структура, под электронным микроскопом представлена удлиненно призматическими индивидами. В природном малахите кристаллиты достигают 1-20 мкм в поперечнике,
длина их составляет 10-30 мкм. В синтетическом малахите размеры индивидов, слагающих данную структуру, несколько меньше. Толщина волокон не более 1 мкм, длина до 15 мкм. Под поляризационным микроскопом в волокнистой структуре синтетического малахита, волокна складываются в ^образные конуса с единым центром кристаллизации в основании, и четкими границами.
На глубоких горизонтах месторождений, где температура не превышает обычно 50°С образуются натечные "бирюзовые" разновидности малахита.
Тонковолокнистая структура, под электронным микроскопом представлена удлиненнопризматическими кристаллами, которые местами разобщены более мелкодисперсными кристаллитами. Расположение индивидов может быть параллельно - волокнистое, сноповое, или радиально - лучистое. Размер удлиненных волокон в природном малахите достигает в поперечнике 0,3 мкм, длина 10-15 мкм. В синтетическом малахите размерные параметры несколько меньше, чем у природного образца. Длина кристаллитов 5-10 мкм, ширина составляет не более 0,2-0,3 мкм.
Микрозернистая структура представлена множественными, призматическими индивидами. Зерна разно ориентированы, каждый индивид представляет собой новый центр кристаллизации. Вероятно, условия роста были благоприятны для зарождения множественных центров кристаллизации, которые в свою очередь не давали друг другу развиться в полноценные удлиненнопризматические формы. Размеры индивидов от 0,01 мкм до 10 мкм. В синтетическом малахите размерные параметры зерен несколько меньше от 0,01-5 мкм.
Скрытокристаллическая структура под электронным микроскопом представляет собой криптокристаллическую афанитовую массу, иногда сложенную слабо разориентированными удлиненно-призматическими блоками, с неярко выраженным габитусом. Под поляризационным микроскопом отдельные блоки шлифов, одновременно реагируют на поляризованный свет и ведут себя как единые кристаллические зерна, что исключает аморфность данного вещества. Границы таких участков хорошо различимы в поляри-
— Коротко об авторах ------------------------
зованном свете, где каждый блок характеризуется своей интерференционной окраской.
Так же хочется обратить внимание на некоторые диагностические признаки природного и синтетического малахита. В синтетическом малахите заметна явная тенденция измельчению размерных параметров индивидов. В синтетическом малахите наблюдается резкий переход от тонковолокнистой к волокнистой структуре. В природном малахите картина совершенно иная: волокнистая структура сменяется тонкошестоватой равномерно, плавным прорастанием и нарастанием одного слоя на другой. Такие ритмы чаще всего возникают, при смене концентрации раствора и термодинамических условиях кристаллизации.
И в заключении хотелось бы обратить внимание на некоторые особенности обработки малахита. Перед началом работы следует внимательно осмотреть сырье. Не допускается наличие мелких продольных трещин, ведущих к раскалыванию агрегата в процессе обработки. При распиловке следует внимательно отнестись к плисовому малахиту. Нужно обязательно учитывать его текстурно-структурные особенности. Для того чтобы выделить и максимально усилить плисовый эффект, срез ориентируют параллельно или же под некоторым углом относительно оси удлинения кристаллов. Если же срез ориентировать перпендикулярно оси удлинения кристаллов, то цвет полученного образца будет темно-зеленый, почти черный и без шелковистого отлива. Для бирюзового малахита так же следует внимательно изучить текстурно-структурные характеристики сырья. Малахит с различной пористостью в слоях - следствие неравномерного сочетания структур: темные пористые полосы содержат больше волокнистых кристаллов и сложнее поддаются полировке. Поэтому предпочтительно выбирать образцы с максимальным сочетанием цветовых зон и минимальной толщиной этих слоев.
Полученные данные могут быть использованы при обработке малахитового сырья, в диагностике и при стоимостной оценке образцов малахита России, зарубежных стран и их синтетических аналогов.
Черненко I.E. - Мос ковский государственный геологоразведочный университет.
276
