Сильвин KCl
Сино калийная соль
Сильвин обычно встречается в виде зернистых агрегатов и плотных кристаллических масс. Часто образует скопления совместно с галитом.
Чистый сильвин бесцветный или молочно-белый, однако, чаще он окрашен примесями в разные цвета. Особенно характерны красно-оранжевые оттенки. Блеск – стеклянный, на воздухе со временем тускнеет. Прозрачный или просвечивает. Излом – ступенчатый. Спайность в 3 направлениях параллельно граням куба, выражена хорошо. Твердость больше 2, но меньше 3. Плотность – несколько меньше средней. Гигроскопичен. В отличие от галита сильвин горько-соленый или жгуче-соленый на вкус. Легко растворяется в воде.
Происхождение: только осадочное. Применение: Основное сырье для изготовления калийных удобрений.
Класс ОКСИДЫ и ГИДРООКСИДЫ
Оксиды – это соединения химических элементов с кислородом. Среди представителей этого класса минералов различают оксиды простые и сложные (содержащие атомы нескольких элементов), безводные и гидрооксиды.
Всего этот класс объединяет около 200 минералов. Многие из них – минералы широко распространенные, и на их долю приходится до 17% массы земной коры. Практическое значение этого класса минералов исключительно велико, поскольку многие из них являются рудами черных и цветных металлов.
В строении кристаллических решеток минералов этого класса принимают участие ионы кислорода (О 2–) и гидроксил-ионы (ОН – ), имеющие близкие размеры. Катионы – Si, Al, Fe, Ti и др. занимают пустоты, соответствующие их размерам, между анионами. Разнообразие катионов и их сочетаний друг с другом определяют разнообразие свойств минералов этого класса.
Гидрооксиды отличаются от оксидов более сложным строением. Кислород и гидроксильные группы в структуре этих минералов образуют полиэдры (октаэдры, тетраэдры) с катионами образуют слои или цепочки. Химические связи между атомами в этих структурах очень прочные – ионные, а между слоями – остаточные. Это приводит к снижению твердости гидроокислов до 2 – 3. И появлению спайности у некоторых минералов этой группы. Кроме того, ряд наиболее распространенных минералов – гидрооксидов являются скрытокристаллическими или аморфными веществами.
В природе различные гидрооксиды алюминия, железа, марганца находятся в тонко дисперсных агрегатах, отдельные составные части которых различаются с трудом. Такие образования известны под собирательными названиями – боксит, лимонит, вад. Часто минералы указанных групп, встречаются совместно, образуя тонкие механические смеси между собой и с частицами глины.
Кварц SiO2
Кварц представляет собой кристаллический кремнезем. Очень распространен в природе. Встречается он в виде кристаллов комбинация шестигранной призмы и пирамиды, сплошных кристаллических и зернистых масс, прожилков, друз, щеток, секреций и д.п. В зависимости от температуры образования может иметь разную структуру, в связи с чем говорят о минералах группы кварца.
Окраска – разнообразная. Чаще – белая или молочно-серая. Из-за высокой твердости черты на бисквите не оставляет.
Блеск – стеклянный на гранях кристалла и жирный – на сколе. Спайность не выражена. Излом неровный или раковистый. Твердость – 7, самый твердый из широко распространенных минералов, легко режет стекло. Плотность – средняя. Обладает пьезоэлектрическими свойствами.
Окрашенные разновидности кварца:
· горный хрусталь – прозрачный, бесцветный.
· аметист – голубой или лиловый, очень редко гранатово-красный.
· цитрин – прозрачный желтый.
· морион – полупрозрачный черный.
· раух-кварц (он известен так же под неправильным названием «раух-топаз») – прозрачный дымчато-серый.
Кварц химически инертен и устойчив к истиранию, но хрупок, поэтому он накапливается в осадочном процессе в виде кварцевого песка.
Происхождение: Кварц – один из немногих минералов, которые образуются практически при любых геологических процессах. Чаще всего происхождение кварца гидротермальное и магматическое.
Применение: Кварц широко используется в оптике, электротехнике а так же в ювелирном деле.
Халцедон SiO2
Халцедон представляет собойскрытокристаллический (микроволокнистый) кварц.
В природе он встречается чаще в виде натеков, секреций и прожилков в горных породах. Окраска у халцедона – различная, но чаще серая или коричневая разных оттенков, часто с полосчатым или концентрически-зональным рисунком. Цвет в порошке – белый; но из-за высокой твердости черты на фарфоровой пластинке не дает.
Жирный или восковой, но может быть и матовый (т.к. бывает пористым). Полупрозрачен или просвечивает. Твердость – умеренная 5,5 – 6,5. Излом раковистый или неровный (т.к. это минерал скрытокристаллический). Химически инертен.
Окрашенные разновидности халцедона:
· агат – с полосатым или концентрически-зональным рисунком, одноцветный (разных оттенков) или состоящий из нескольких цветов.
· моховой (пейзажный) агат – наличие дендритов (вростков скелетных кристаллов) других минералов – чаще всего окислов марганца и железа.
· кремень – халцедон, загрязненный частицами глины и окислами железа; имеет поверхностное происхождение; встречается как правило в виде конкреций. В отличие от халцедона кремень просвечивает только в тонкой пластике.
Происхождение: Происхождение халцедона гидротермальное или поверхностное. В настоящее время 80% ювелирных и поделочных халцедонов – искусственные (так как технология их изготовления хорошо отработана и изготовление очень дешевое). Применение: халцедон используют в изготовлении посуды для химической промышленности, в ювелирном деле.
Опал – широко распространенный минерал осадочных горных пород. Происхождение – поверхностное, реже – гидротермальное. По структуре представляет собой аморфный кремнезем, содержащий переменное количество воды.
Чаще встречается в виде сплошных масс, прожилков, корочек или натеков.
Цвет– разнообразный, но, обычно, серый или коричневый. Блеск – жирный или смолистый, иногда восковой или матовый (у пористых разновидностей). Полупрозрачен или просвечивает, иногда прозрачен. Излом раковистый. Спайности нет.
Твердость –5,5. Плотность – несколько ниже средней.
Окрашенные ювелирные разновидности опала:
· Благородный опал – переливается всеми цветами радуги(опалесценция) драгоценный камень.
· Огненный опал – оранжево-красный полупрозрачный
· Яшмовый – красный до коричневого
· Молочный – голубовато-белый прозрачный или просвечивающий (цвета сильно разбавленного молока).
Для ювелирных разновидностей опала характерно явление опалесценции – радужной сверкающей игры цветов, возникающей внутри камня при ярком освещении(разложение света на глобулах кремнезема).
На воздухе со временем опал теряет воду. Камень тускнеет, трескается и «умирает». Если в ювелирном изделии опал начал тускнеть, но еще не потрескался, его можно «реанимировать». Для восстановления цвета его опускают в воду. Но от трещин не восстановить.
Происхождение: гидротермальное и осадочное.
Применение: опал используется в ювелирном деле; опаловые горные породы используется для изготовления фильтров, полировки металлов, а так же как один из компонентов минеральных удобрений и в химической промышленности. Синтетический аналог опала – силикогель, используется в технике как поглотитель паров воды. Большая часть ювелирных опалов ныне получается искусственно.
Источник
Сильвин
Минерал назван но имени химика Сильвия де-ля Баш.
Английское название минерала Сильвин — Sуlvitе
Синонимы: Хлористый калий — potassium chloride, сильвиит — Silviit (Глокер, 1847) гёвелит — hoevelite (Жирар, 1863), леопольдит.— Leopoldit (Циикен, 1865), шетцеллит — Schatzellit (Бшпоф, 1865).
Хлорнатрокалит — chlornatrokalite (Джопстон-Левис, 1906; Спенсер, 1908) — сильвин с примесью галита, меллахит — mellahite — смесь солей КСl, NaCl, MgSO 4 , MgCl 2 , образующаяся при выпаривании морской воды (Николи, 1925), сильвиногалит — sylvinohalite (Шубникова, 1937) и галитосильвин — Halitosylvin (Бёке, 1909) — смеси галита и сильвина.
Сильвин. Зернистый агрегат
Формула сильвина
Химический состав
Химический теоретический состав: К — 52,44; Сl — 47,56. Всегда содержит в виде изоморфной примеси Br, иногда незначительное количество J.При комнатной температуре КСl может содержать до 3,02 % NH4Cl. Также отмечались U, Не и Ar40, образующийся в результате распада К40 . Указываются также следы Ва, Pd, Fe, Ra, Cu, Mn, Ti.
Кристаллографическая характеристика
Класс гексоктаэдрический подтверждается рентгеновским изучением, но фигуры травления и удара обычно указывают на более низкую симметрию.
Кристаллическая структура аналогична структуре NaCl.
Форма нахождения в природе
Облик кристаллов. Кристаллы кубические (иногда вершины притуплены гранями октаэдра); изредка октаэдрические, призматического развития, иногда изогнутые и таблитчатые. Скелетные кристаллы в отличие от галита редки. На гранях куба часто фигуры травления, нередко в виде квадратных углублений, повернутых косо относительно ребер куба. Искусственно получены также симметричные фигуры травления.
Двойники по (111) наблюдались только у искусственных кристаллов. Иногда отмечается зональность. Нередки очень обильные включения. Микровключения галита в сильвине чрезвычайно разнообразны по форме и величине: каплевидные, призмочки, кубики и кубооктаэдры, ориентированные параллельно плоскостям спайности сильвина. Мельчайшие чешуйки гематита шестиугольной или ромбовидной формы иногда расположены параллельно (100), (111) и (110) сильвина; отмечаются также включения окислов железа в виде игл, волокон и хлопьевидных агрегатов. Часты включения ангидрита и полигалита, иногда многочисленны включения воздуха, возможно содержащего небольшие количества метана и водорода; описаны включения рапы в виде амебообразных полостей и заполнений отрицательных кристаллов, а также отмечались включения мельчайших иголочек криптомелана.
Агрегаты. Зернистые и плотные массы часто со слоистой текстурой. Шестоватые и волокнистые агрегаты, корочки, землистые налеты, кристаллы.
Физические свойства
По физическим свойствам сходен с галитом.
- Цвет. Бесцветен. Молочно-белый цвет, обусловленный включениями галита или газа, серовато-белый, голубой (от включений синего галита), часто желтый, красный или желтовато-красный (от включений гематита). В последнем случае окраска часто распределяется полосами (около трещинок) или зонально, обычно она гуще к краям зерна, иногда параллельно граням куба.
Сильвин
- Черта
- Блеск стеклянный.
- Отлив
- Прозрачность прозрачен
Механические
- Твердость 2. Микротвердость 10—16 кГ/мм 2 ; на грани куба несколько выше, чем на грани октаэдра
Хрупок, но в несколько меньшей степени, чем галит. При продолжительном одностороннем давлении делается пластичным.
- Плотность 1,993 (средний из нескольких измерений).
- Спайность по (100) совершенная.
- Излом неровный.
Полируемость разных граней различна: легче всего полируется по грани (100), наиболее трудно по грани (111), но анизотропия полирования несколько ниже, чем у галита.
Химические свойства
В 100 г воды при комнатной температуре растворяется 34,7 г КСl (по Хинце),
При добавлении AgNO3 в раствор, подкисленный HNO3, выпадает творожистый осадок AgCl.
Капля раствора PtCl4, нанесенная на шлиф, над сильвином мутнеет вследствие образования платината калия, в то время как над галитом такой же раствор остается прозрачным.
Прочие свойства
Диамагнитен или слабо парамагнитен. Непроводник электричества. Диэлектрическая постоянная 5,03. При облучении катодными и рентгеновскими лучами, а также при нагревании в парах К и Na окрашивается в голубой или фиолетовый цвет. Слабо радиоактивен вследствие содержания К40. На вкус горьковато-соленый, слегка жгучий. В пламени свечи плавится. Температура плавления 778°. Теплота образования (2К + Сl2) 211 ккал. При нагревании происходит потеря в весе вследствие испарения, но показатель преломления не изменяется.
Искусственное получение минерала.
Легко получается при кристаллизации из водных растворов, из паров, при медленном остывании расплава в виде кубических и кубооктаэдрических кристаллов. Прозрачность значительно возрастает при добавлении в раствор NaOH, Na 2 C0 3 , CuCl 2 . Своеобразные скелетные формы получены из насыщенного раствора. Исследовались системы, соответствующие составу морской воды и рапы оз. Индер, а также система КСl- NaCl — MgCl 2 — Н 2 O и др.
Диагностические признаки
От галита отличается но жгуче соленому вкусу, по косому расположению фигур удара, травления и роста относительно ребер куба, более частым развитием граней октаэдра, способностью окрашивать пламя в фиолетовый цвет. Сильвин несколько мягче и пластичнее, царапается галитом, при сжимании между двумя стеклянными пластинками мелкие зерна сильвина расплющиваются, а зерна галита превращаются в порошок. В тесном срастании с галитом (в сильвините) сильвин можно отличить путем травления полированной поверхности насыщенным раствором NaCl; при этом сильвин мутнеет, а галит остается блестящим; в отраженном свете на поверхности образца четко выявляются даже мелкие включения одного минерала в другом; в шлифах от галита отличается меньшим показателем преломления и реакцией с раствором хлористой платины. От карналлита — более жирным блеском, заметной спайностью и тем, что царапается беззвучно, в то время как карналлит издает характерный звук.
Спутники. Галит, карналлит, гипс, ангидрит, гидроокислы железа, кизерит, каинит, лангбейнит, полигалит, эпсомит, шёнит, калиборит.
Происхождение и нахождение
Является типичным химическим осадком замкнутых заливов морей и озер.
Генезис сильвина в соляных месторождениях явился предметом длительной дискуссии. Ранее господствовало представление об исключительно вторичном происхождении сильвина за счет изменения карналлита. Оно было выдвинуто немецкими исследователями в процессе геологического изучения северогерманских калийных месторождений и основывалось на классических работах Вант-Гоффа по изучению диаграммы равновесий системы Na, К 2 , Mg, Cl 2 , SO 4 , Н 2 O. Справедливость этих выводов для сильвина из твердой соли северогерманских месторождений подтверждается современными минералого-петрографическими исследованиями Браича.
В результате детальных геолого-петрографических и минералогических исследований, проведенных в России в связи с разработкой Соликамского месторождения, были установлены факты, свидетельствующие об образовании значительных масс сильвина непосредственно из рассола в процессе выпадения химических осадков в солеродных бассейнах. Принципиальная возможность выпадения КСl из рапы в природных условиях была доказана рядом физико-химических исследований.
По данным Валяшко, начало кристаллизации сильвина в бассейне, концентрирующем метаморфизованную океаническую воду, должно приблизительно совпадать с началом превращения его в сухое озеро, поэтому образование пластов сильвина могло происходить лишь в местах прогибания свежеотложенной галитовой толщи, куда устремлялись пропитывающие ее поровые растворы, насыщенные КСl и NaCl. Образование сильвинитов, вероятно, могло также происходить локально в результате притока извне вод, насыщенных КСl. По данным Уразова, колебание содержания сильвина в сильвините объясняется изменением температурных условий отложения: чем выше температура образования сильвинита, тем больше он содержит сильвина. Образование тонкого переслаивания сильвина и галита объясняется сезонным изменением состава и концентрации рапы или периодическим притоком метаморфизованных растворов. Выпадение сильвина могло происходить и из рапы, содержащей значительное количество сульфатов, но обычно вне зоны отложения терригенного материала.
В процессе диагенетического уплотнения соляных пород сильвин может переот лагаться и вновь образовываться под влиянием растворов, отделяющихся в процессе уплотнения соляных толщ и отжимающихся кверху. По данным Ходькова, механизм этого явления на примере Соликамского месторождения представляется следующим образом: на различных стадиях диагенеза поровые растворы из толщи подстилающей каменной соли поднимались вверх. Благодаря наличию водонепроницаемых глинистых прослоев и неравномерной трещиноватости разгрузка этих вод происходила локально. Будучи насыщенными NaCl, растворы при прохождении через зону первичного сильвинита растворяли сильвин и отлагали на его месте галит. При дальнейшей миграции вверх они попадали в зону карналлита, извлекали из нее MgCl 2 и обусловливали формирование сильвинита на месте карналлито-галитовой породы, так как были насыщены КСl и NaСl и недонасыщены MgCl 2 . Одновременно могла происходить кристаллизация сильвина в трещинных и других полостях.
Типоморфной особенностью вторичного сильвина является значительно более низкое содержание в нем брома. Если в первичном сильвине может содержаться до 0,28% Br, то во вторичном сильвине его содержание в несколько раз меньше. Пониженное содержание брома в сильвине свидетельствует о перекристаллизации этого минерала, его переотложении в процессе диагенетического изменения соляной толщи или о кристаллизации в бассейне, рассол которого образовался не путем сгущения морской воды, а в процессе размывания соляных толщ.
Изменение минерала.
Отмечалось замещение сильвина галитом и полигалитом.
Месторождения
Сильвин встречается среди отложений галита, но значительно реже и в меньших количествах. В отличие от галита крупных мономинеральных масс сильвин не образует, а входит в состав зернистых галито-сильвиновых пород, так называемых сильвинитов, которые имеют массивную или полосчатую текстуру; иногда для них характерно тонкое чередование прослоев галита и сильвина.В калийных месторождениях с сульфатными минералами сильвин входит в состав ангидрито-сильвино-галитовых и кизерито-сильвино-галитовых пород, носящих название твердой соли. Калийные соли, включающие сильвиниты и сильвинсодержащие породы, обычно тяготеют к верхней части соляной толщи и заключены между подстилающей и покровной каменной солью. Внутри зоны калийных солей сильвиниты и сильвинсодержащие породы снизу вверх и по простиранию чередуются с пачками карналлита и галита. Кроме того, отмечались сравнительно небольшие линзы и гнезда чистого крупнокристаллического сильвина и прожилки волокнистого строения, иногда с кристалликами галита в средней части, приуроченные, как правило, к глинистым прослоям.
В месторождениях, бедных сернокислыми солями (Приуралье, Испания), сильвин ассоциируется с галитом, карналлитом, ангидритом, гидроокислами железа, в богатых сернокислыми соединениями месторождениях (Предкарпатье, Северная Германия) — также с кизеритом, каинитом, лангбейнитом, полигалитом, эпсомитом, шёнитом, калиборитом и др.
Крупные залежи известны в Припятском бассейне (месторождение Белорусское или Старобинское, Белоруссия) и в Предкарпатье (месторождения Калушское и Стебникское, Украина). В Предуралье расположен крупнейший Верхнекамский калийный район, калийные соли обнаружены также в Верхнепечорском соляном бассейне. Сильвин встречен во многих солянокупольных структурах в Прикаспийском, Башкирском и Оренбургско-Актюбинском бассейнах: Стерлибашево (Башкирия, Россия), Линевка (Оренбургская обл.), Озинки (Саратовская обл.), Жилянка, Аще-Булак, Акджар, Кенкияк, Индер, Сагиз, Тамдыкуль, Байзак, Жиренкара, Новобогатинск, Челкар и Григорьевка (Казахстан); также в Роменской соляно-купольной структуре, Украина. Залежи сильвинита имеются в Средней Азии на территории, охватывающей Восточный Туркменистан (Гаурдакское месторождение) и Южный Узбекистан. Признаки калийных солей обнаружены в Сибири в Ангаро-Ленском соляном бассейне и верховьях Нижней Тунгуски (Красноярский край), незначительные количества сильвина отмечались в Туз-Тагском месторождении в Туве.
В СНГ сильвин добывается в Верхнекамском, Калушском и Стебникском месторождениях, за рубежом — в Стасфурте и Леопольдсхале (Саксония-Анхальт), в Верхнем Рейне (Германия), в Эльзасе и Аквитанском бассейне (Франция), в Эбро (Испания,) в Клодаве (Польша), в штатах Нью-Мексико, Юта и Техас (США), в Северном Саскачеване (Канада) и др.
В современную эпоху образование сильвина наблюдалось по берегам озера Сёрлс (Калифорния, США) и Мертвого моря (Израиль). Сильвин встречается в выцветах на почве в областях жаркого и сухого климата, среди отложений селитры в Перу и Чили, а также в виде землистых и пушистых налетов в смеси с галитом на стенках кратеров вулканов и в трещинах лавы (Ключевская сопка на Камчатке и Везувий в Италии).
Практическое применение
Большая часть добываемого сильвина идет на производство калийных удобрений; он является также сырьем для получения соединений калия, имеющих самое различное применение. Прозрачные кристаллы используются для изготовления призм спектрометров.
Физические методы исследования
Старинные методы. Под паяльной трубкой испаряется, окрашивает пламя в фиолетовый цвет, лучше наблюдаемый через синее стекло.
Источник