Файл: Шишкин Н.Н. Кобальт в рудах месторождений СССР.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

0,078%, составляя в среднем 0,027%

[99J, т. е. почти в

четыре

раза меньше. В пирите из медноколчеданных руд Гайского

место­

рождения (Южный Урал)

содержание кобальта

изменяется

от

0,002 до 0,03%, составляя

в среднем

около 0,01%,

а в пирите

из

серноколчеданных руд второй рудной залежи этого месторождения среднее содержание кобальта по 22 анализам (от 0,003 до 0,093%) составляет 0,02% [99]. В пирите из колчеданно-полиметалличе- ского Орловского месторождения (Рудный Алтай) содержание ко­ бальта изменяется от 0,016 до 0,023%, составляя в среднем по че­ тырем анализам 0,019% (данные Л. П. Кочурова, 1967 г.). В пиритах полиметаллического (свинцово-цинкового) Среднего место­ рождения (Рудный Алтай) содержание кобальта резко понижается от пирита I (0,55%) к пириту V I (0,001%).

О содержании кобальта в пирите различных генераций в суль­ фидных медно-никелевых месторождениях четкого представления нет. Причиной этому прежде всего является недостаточное коли­ чество анализов пирита на кобальт. Автором и Е. А. Кумпан в Чайском месторождении (Северное Прибайкалье) установлены две генерации пирита, из которых ранняя более обогащена ко­ бальтом (среднее содержание его по двум химическим анализам

равно 0,74%) по сравнению с поздней

(0,18%) и обеднена

нике­

лем (среднее

содержание его в пирите I 0,075%; в пирите I I 4,42%).

Дж . И. Холи

и У. Николь [230] также

сообщали, что ранняя

гене

рация пирита из месторождений Сэдбери более обогащена ко­ бальтом (до 1,81%). Позже Дж . И. Холи [231], ссылаясь на дан­ ные А. Дж . Налдретта, пишет, что содержание кобальта в раннем пирите месторождений Харди, Левак, Лонгвак не превосходит 0,56%, тогда как в переотложенном пирите (октаэдры, кубы раз мером 0,2—3 мм), развивающемся на границе зерен пирротина и магнетита и в виде оторочек по зернам пирротина, содержание его достигает 1,33—1,68%. Повышенное содержание кобальта (до 0,6%) в переотложенном пирите отмечается также (по данным Д. В. Полферова, 1956 г.) для Ловнозерского месторождения нг

Кольском полуострове. В позднем

пирите из кальцитовых прожил

ков и глинки трения содержание

кобальта резко уменьшается —

от следов до 0,01% [61, 75].

 

Таким образом, почти для всех генетических типов месторож­ дений кобальтсодержащих руд, в которых устанавливаются не­ сколько генераций кобальтистого пирита, отчетливо видно, что более обогащены кобальтом ранние его генерации, т. е. более высо котемпературные.

В скарново-железорудных месторождениях, в которых с боль­ шей или меньшей достоверностью устанавливаются несколько ге­ нераций пирита, для пирита ранних высокотемпературных гене­ раций, обогащенных кобальтом, намечается преобладание кристал­ лов октаэдрического и в меньшей степени пентагондодекаэдриче ского облика над кубическими кристаллами. Для поздних же сред не- и низкотемпературных генераций пирита, обедненных кобаль-


том, наоборот, намечается преобладание кристаллов кубического

облика над октаэдрическими и пентагондодекаэдрическими

кри­

сталлами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При рассмотрении всего изоморфного ряда минералов: пирит

(FeS2 )—кобальтистый

 

пирит

[(Fe,

Co)S 2 ] — кобальт - пирит

[(Со,

F e ) S 2 ] — к а т т ь е р и т

 

 

(CoS 2 ) — видно, как от пирита

к

каттьериту

закономерно

(рис. 4)

возрастает

отношение

Со : Fe,

Со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что

подтверждает

изоморфизм

между

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кобальтом

и

железом

в

минералах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С увеличением содержания

кобаль­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

та в минералах возрастает и параметр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элементарной ячейки (табл. 9). Объяс­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

няется

это, как и в случае

с

пиритом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(см. выше), тем, что

ионно-атомный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радиус Со2 + для уровней d—s несколь­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ко

больший,

чем

у

Fe2 +

(1,25 Â и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,227 Â соответственно,

см. табл.

2).

Q

 

0,2

 

D,it Ofi

0,8 Fe

 

 

Если

рассматривать

проявление

 

 

 

 

изоморфизма

между

кобальтом,

нике­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лем и железом в более широком

плане

Рис. 4. Отношение Со : Fe в

 

 

(для

всей

группы

пирита),

то следует

минералах

изоморфного

ря­

 

 

выделить три изоморфных

ряда

мине­

да

пирит—кобальтистый пи­

 

 

ралов

(рис. 5):

 

 

 

 

 

 

 

рит—кобальтпирит—

каттье­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рит

 

 

 

 

 

1)

пирит

(FeS2 )—кобальтистый

/ — пирит;

2— кобальтистый

пи­

 

 

пирит

[(Fe,

Co)S 2 ] — кобальтпирит

рит;

3, 4,

5 — кобальтпирит;

в,

 

 

[(Со, Fe)S 2 ] — каттьерит (CoS2 );

 

 

 

 

7 — каттьерит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

9

 

 

Изменение а0

в минералах

изоморфного

ряда

пирит — кобальтистый

 

 

 

 

 

 

 

 

пирит — кобальтпирит — каттьерит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержа ние, вес

о/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• /0

Атомные от­

 

 

о

 

 

Минерал

 

 

образ ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ношения

 

а0,

А

 

 

 

 

 

 

 

 

ца

 

Со

 

Ni

Fe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,41752

Кобальтистый

пирит . . . .

 

2

 

0,009

0,023

46,30

1:2,7:5527

5,4179

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

0,02

0,00

47,68

 

1:0:2846

5,4183

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

0,12

0,10

48,11

 

1:0,9:431

5,4185

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

0,81

0,05

45,57

1:0,07:59,6

5,4187

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

1,08

0,05

45,31

1:0,05:43,9

5,4194

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

1,57

0,31

44,49

 

1:0,2:30

5,4225

Кобальтпирит

 

 

 

 

8

 

20,9

0,3

24,7

1:0,01:1,24

5,4750

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

31,60

1,19

3,40

1:0,04:0,11

5,52346

П р и м е ч а н и е .

Обр . 1 — а0

по

К. Такимото и др . [264]; о б р а з ц ы

2—7 данные

ав­

тора

[195] после пересчета

химических

анализов

на

100%: обр . 8 по Д ж . Ф. Р и л е ю 12591-

обр .

9 п о

П. Ф. Керру [237].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительная ошибка

определения

для : 2—7 — 0,00018 А (методика

съемки — в

приме-

оо

чание к табл . 8); 8 — 0,0005 А. 9 — 0,00048 А.

46


2) пирит

(FeS2 )—никельпирит

[(Fe,

N i ) S 2 j б р а в о и т

[(Ni, Fe)S2 ] — ваэсит (NiS2 );

 

 

 

3) каттьерит

(C0S2)—никелькаттьерит [(Co, N i ) S 2

] к о -

бальтваэсит [(Ni, Co)S2 ] —ваэсит (NiS2 ).

 

изменяется

пара­

В каждом из рядов от минерала к минералу

метр решетки и физические свойства [39, 116, 124, 148, 264]. В пер-

• Со

•100

\

 

 

Рис. 5. Отношение Со : Ni : Fe в изоморфных

рядах

 

 

 

 

минералов:

1)

пирит — кобальтистый

пирит — ко-

 

 

 

 

бальтпирит — каттьерит;

2)

пирит — никельпирит—

 

 

 

 

бравоит—ваэсит; 3) каттьерит—никелькаттьерит—

 

 

 

 

 

 

кобальтваэсит — ваэсит

 

 

 

 

 

 

 

 

/ — пирит;

2 — кобальтистый

пирит;

3 — кобальтпирит;

 

 

 

 

4 — каттьерит;

5 — никельпирит;

6' — бравоит;

7— ваэсит;

 

 

 

 

 

8 — кобальтваэсит;

9 — никелькаттьерит

 

 

 

 

вом

ряду от пирита

к каттьериту

увеличивается

а 0

(5,4175 Â и

5,5235 Â соответственно),

уменьшаются

удельный

вес

(вычислен­

ный

от 5,003 до 4,8) и твердость (по шкале

Мооса

от 6—6,5 до

>3,5)

изменяется

цвет

минерала

в отраженном

 

свете

(светло-

желтый

у пирита,

белый

с синевато-серым оттенком у

каттьери-

та). Во втором ряду от пирита к ваэситу увеличивается а0

(5,4175 Â

и 5,6679 Â соответственно)

уменьшаются

удельный

вес

(измерен­

ный от 4,9—5,2 до 4,28—4,60; вычисленный

от 5,003 до 4,45), твер­

дость (по шкале Мооса от 6—6,5 до 3,5—6; измеренная

микровдав­

ливанием

у пирита

1144—1374

кгс/мм2 ,

средняя

1295

кгс/мм2 , у

бравоита 668—861 кгс/мм2 ), изменяется цвет минерала в отражен­

ном

свете (светло-желтый у пирита, розоватый, желтый,

розовый

с фиолетовым оттенком, коричневый и темно-коричневый

у бравои-

1

Объяснение этому дано в работе В. И. Лебедева [114].

 

47


та и

ваэсита),

уменьшается отражательная

способность

минера­

лов (53—55% у пирита1 , 40—50% у бравоита и ваэсита).

 

 

В

третьем

ряду — от

каттьерита

к ваэситу

возрастает

а0

(5,5235 А и 5,6679 А соответственно),

уменьшается

удельный

вес

(вычисленный

от 4,8 до 4,45), изменяется

цвет минералов в от­

раженном

свете

и уменьшается

отражательная

способность

их.

 

 

 

 

 

СУЛЬФОАРСЕНИДЫ

 

 

 

 

 

Изоморфный

 

ряд

феррокобалыпин

 

— кобальтин

 

 

никелистый

кобальтин

— кобальтгерсдорфит

 

 

 

кобальтистый

 

герсдорфит

герсдорфит

 

 

Кобальтин

(CoAsS) — широко распространенный

кобальтовый

минерал. Это

главный минерал кобальтовых жильных сульфо-

арсенидных

и

сульфоарсенидно-арсенидных

месторождений,

ко-

бальтоносных

скарнов

и

кобальтовых

фальбандов.

Рассеянные

вкрапленники и прожилки кобальтина обнаруживаются в скарновых железорудных и медных месторождениях, а иногда в медноколчеданных (существенно пирротиновое Ивановское месторожде­

ние на Южном Урале) и сульфидных

медно-никелевых

(Лайнияр,

Швеция [229]).

 

 

 

До последнего

времени считалось,

что кобальтин,

герсдорфит

и промежуточные

минералы рассматриваемого ряда

относятся

к кубической сингонии и имеют структуру, сходную со структурой

пирита. Вместе с тем, по данным

минераграфических

исследований,

в кобальтине часто наблюдается слабо выраженная

анизотропия.

Рентгеноструктурное

исследование

кобальтина,

проведенное

Г. Б. Бокием

и Л. И. Цинобером

[22], а в

последнее

время

Р. Ф. Гайзом

и П. Ф. Керром

[226] показало, что

анизотропия

в нем объясняется частичной разупорядоченностью

As и S в ре­

шетке минерала. При нагревании кобальтина

до 800° С

эффекты

анизотропии исчезали — минерал приобретал упорядоченную струк­

туру

(рис. 6).

 

 

 

 

По данным рентгеноструктурного

анализа, полученным И. Оно-

рато

[255], кобальтин

является

моноклинным,

псевдокубическим

и псевдоромбическим.

И. Офтедаль

[254] считает, что если ко­

бальтин и не является

кубическим

минералом, то при комнатной

температуре отклонение формы

его элементарной

ячейки от куби­

ческой очень незначительное2 . Кристаллы кобальтина имеют вид октаэдров (рис. 7); кубов и пентагон-додекаэдров. Иногда в них проявляется зональность.

1 Отражательная способность (%) у пирита, определенная с помощью микрофотометрокуляра: а) в воздухе — для зеленых лучей 52,7—54,0, оранжевых — 53,5—54,6, красных 52,5—53,7; б) в иммерсии 46,47 и соответственно [148].

2Ромбическая разновидность кобальтина, установленная А. П. Полушкиной

иГ. А. Сидоренко [143], оказалась высококобальтистым глаукодотом [194].

48