Месторождения горючих и неметаллических полезных ископаемых

доломит серпентин кальцит

Достоинством асбестового волокна месторождений этого типа является исключительно низкая железистость, что предопределяет использование его в электротехнической промышленности.

Третий тип - пластовые жилы с крокидолитом и амозитом в железо-кремнистых породах типа железистых кварцитов и яшм близ контактов с доломитами. Месторождения этого типа известны в ЮАР (Трансвааль и Капская провинция), в Западной Австралии.

Четвертый тип - гнездо-, линзо- и штокообразные тела с антофиллит-асбестовой минерализацией в метаморфизованных ультрабазитах амфиболито-гнейсовых комплексов. Характерна тесная связь месторождений этого типа с метаморфизованными ультраосновными породами в составе амфиболито-гнейсовых комплексов регионального метаморфизма. Типичные представители - Сысертское месторождение на Урале, Бугетысайское в Мугоджарах, месторождения Финляндии, США и других стран.

Геология месторождений асбеста. В СНГ крупнейшим по запасам и экономическому значению является Баженовский асбестоносный район, находящийся в Свердловской области. Здесь выявлен ряд месторождений, крупнейшим из которых является Баженовское (близ г. Асбест), открытое в 1885 г. русским землемером А. П. Лодыженским. Это месторождение приурочено к Баженовскому массиву гипербазитов, входящему в состав полосы габбро-перидотитов Среднего Урала, простирающейся в субмеридиональном направлении примерно на 180 км. Баженовский гипербазитовый массив также имеет субширотное простирание, длина его составляет около 30 км, ширина - 1,1-3,5 км, площадь - 75 км2.

Тектоническими разломами гипербазитовый массив разбит на ряд блоков. Вдоль зон разломов гипербазиты (гарцбургиты, пироксениты
и др.) подверглись гидротермальным преобразованиям и превращены в серпентиниты, тальк-карбонатные, кварц-карбонатные и другие породы. На месторождении выявлено 28 промышленных залежей хризотил-асбеста. Форма их эллипсоидальная, штоко- и линзообразная. Простирание всех залежей субмеридиональное, падение - от крутого (70-80о) до вертикального.

Для залежей характерно зональное строение. Центральные (ядерные) части представлены перидотитами и не содержат промышленной асбестизации. По направлению к периферии от них сначала появляется зона простых и сложно отороченных жил, затем зона крупной сетки, далее - зона мелкой сетки, зона мелкопрожила и зона просечек с единичными жилами асбеста.

Месторождения Баженовского асбестоносного района являются крупнейшими в мире, эксплуатируются рядом крупных карьеров. Карьеры имеют размеры в длину до 4 км при ширине до 1,5 км. Глубина отдельных из них достигает 200 м. Ежегодно добыча составляет 1,5-2 млн т минеральной массы.

Месторождения амозита и крокидолита ЮАР. Основные месторождения амозита сосредоточены в провинции Трансвааль в пределах обширного рудного поля, представляющего дугообразную полосу длиной 100 км, окаймляющую северо-восточное окончание Бушвельдского интрузивного комплекса. В геологическом строении рудного поля принимают участие породы трансваальской супергруппы докембрия (кварциты, доломиты, железистые кварциты, яшмы, сланцы и др.). Амозит-асбестовая минерализация приурочена к толще железистых кварцитов и яшм, перекрывающей доломиты и смятой в пологие синклинальные и антиклинальные складки. Максимальная мощность этой толщи достигает 700 м.

Амозит-асбест синевато-серый, поперечно-волокнистый, образует серию согласных прожилков, содержащих крупные кристаллы грюнерита и скопления графита. Амозитсодержащие слои подстилаются и перекрываются железистыми кварцитами. В пределах каждого их слоев фиксируется до 5-6 параллельных прожилков со средней длиной волокна 10-12 см. Несколько слоев с амозит-асбестовой минерализацией образуют четко стратифицированную продуктивную пачку. В разрезе железистых кварцитов яшм наблюдаются четыре такие пачки мощностью до 10 м каждая.

Месторождения крокидолита находятся в Капской провинции и сосредоточены в пределах полосы, вытянутой на 400 км и шириной до 45 км. Они связаны с образованиями той же трансваальской супергруппы докембрия. Крокидолитовая минерализация приурочена к группе гхаап, сложенной преимущественно доломитами с пачками полосчатых железистых кварцитов. Главная промышленная зона представляет чередование грубо- и тонкослоистых магнетитовых кварцитов с согласными жилами поперечно-волокнистого крокидолита. Выделяется до восьми асбестоносных жил со средней длиной волокна 15-20 мм. Зона промышленной крокидолитовой минерализации имеет прерывистый характер. Разработка осуществляется посредством небольших открытых горных выработок.

Лекция 12. БАРИТ И ВИТЕРИТ

Геохимия и минералогия. Барий не имеет широкого распространения в земной коре. Кларк его равен 0,05 %. Генетически барий связан с кислыми магматическими породами. Он входит в состав многих минералов - полевых шпатов, биотита, мусковита и др. Промышленное значение имеют только два минерала - барит и витерит.

Барит - сульфат бария, или тяжелый шпат (BaSO4), встречается в виде зернистых масс и хорошо очерченных кристаллов нередко крупных размеров. Кристаллизуется в ромбической сингонии, образует таблитчатые призматические кристаллы. Характерны зернистые, пластинчатые, лучисто-волокнистые, столбчато-волокнистые и другие агрегаты. Обычно он имеет белую или светло-серую окраску, но может также обладать голубоватым, коричневатым или почти черным цветом. В барите барий иногда замещается стронцием (баритоцелестин, целестобарит), свинцом (хокутолит, англезиобарит) и кальцием (кальциобарит). Твердость его -2,5-3,5.

Основным технологическим свойством барита является большая его плотность (4,3-4,6 г/см3). Из других свойств характерны высокая адсорбционная способность к рентгеновскому излучению, нерастворимость в воде и слабых кислотах, прозрачность крупных кристаллов, высокое содержание бария, белизна, ядовитость бариевых соединений.

Витерит - карбонат бария (BaCO3), содержит 77,7 % ВаО. Кристаллизуется в ромбической сингонии, характерны короткопризматические, табличные и дипирамидальные кристаллы. Основными примесями являются стронций и кальций. В природе встречается в виде зернистых, столбчатых, почковидных, волокнистых и листоватых агрегатов. Блеск стеклянный. Твердость витерита 3-3,5, плотность - 4,3 г/см3, легко растворяется в соляной кислоте.

Применение в промышленности. Основным потребителем барита является нефтедобывающая промышленность (около 55-70 %). Барит используется в буровых растворах в виде порошкообразной добавки при бурении нефтепоисковых, разведочных и эксплуатационных скважин. Применение барита в этих целях объясняется его высокой плотностью, инертностью, чистотой и относительной дешевизной.

На втором месте по потреблению барита и витрита находится химическая промышленность. Химически осажденный сульфат бария представляет пигментирующий наполнитель красок, бумаги, резины, линолеума. Хлористый барий применяется в кожевенном и текстильном производстве; карбонат бария - в керамических глазурях и эмалях; оксид бария - в сигнальных ракетах и детонаторах.

Дробленый барит используется в качестве заполнителя бетона в покрытиях подводных нефте- и газопроводов в тех случаях, когда желательны высокий вес и химическая инертность данных конструкций. Этот вид использования барита будет, несомненно, возрастать по мере развития сети планируемых подводных нефте- и газопроводов.

Типы руд. Сырьевая база баритдобывающей промышленности представлена как собственно баритовыми, так и комплексными рудами. По минеральному составу среди собственно баритовых руд выделяют:
1) мономинеральные; 2) кварц-баритовые; 3) флюорит-баритовые; 4) глинисто-баритовые; 5) песчано-баритовые; 6) сульфидно-баритовые. Комплексные руды разделяются на барит-полиметаллические, редкометалльно-барит-флюорит-железорудные, барит-колчеданные. Барит из этих руд извлекается попутно.

Витеритовые руды встречаются редко. Обычно витерит в том или ином количестве присутствует в баритовых рудах, возникая в результате метасоматического замещения барита. Наиболее характерны барит-витеритовые руды.

Общетехнические требования. Руды барита и витерита (за исключением мономинеральных) не отвечают требованиям промышленности по содержанию BaSO4 и вредных примесей и подвергаются обогащению. Основными вредными примесями в них являются SiO2, Fe2O3 и растворимые в воде соли. Наиболее легко обогащаются песчано-баритовые и глинисто-баритовые руды, труднее всего - барит-кварцевые и барит-флюоритовые руды (особенно при тонком взаимном прорастании этих минералов и повышенном содержании оксида железа). Переработка этих руд рентабельна при содержании барита более 35-40 %.

В результате обогащения получают концентрат, кусковой и молотый товарный барит. Товарный барит делится на четыре сорта: высший, первый, второй и третий - с содержанием BaSO4 не менее 95, 90, 85 и 80 % соответственно.

Различные отрасли промышленности предъявляют особые требования к качеству барита. Требования к бариту в нефтехимической промышленности: плотность - 4,0-4,2 г/см3, содержание водорастворимых компонентов не более 0,35 %. Барит, используемый в химической промышленности, по качеству должен быть не ниже второго сорта, а витеритовые руды должны содержать (%): BaCO3 - не менее 36, BaSO4 - не более 56, R2O3 - до 1,5 и СаО - до 7. Тонкоразмолотый барит, служащий инертным наполнителем твердой резины, белой бумаги и картона, должен содержать: BaSO4 - 98-99 %, CaO - до 36 %, следы R2O3 и SiO2 при полном отсутствии Fe, Mn Cu, Pb и высокой его белизне.

Ресурсы и запасы. Мировые прогнозные ресурсы барита оцениваются примерно в 2 млрд т. Более половины их сосредоточено в странах Азии, главным образом в Казахстане и Китае. Запасы барита общие разведаны в 61 стране мира и составляют около 628 млн т, а запасы подтвержденные - 364 млн т. Наиболее крупные запасы барита подтвержденные сосредоточены в Азии и Америке, и среди стран лидирующие позиции занимают Казахстан, Китай, США и Россия (табл. 7).

В настоящее время мировая добыча барита составляет более 6 млн т. Основной объем добычи (более 65 %) обеспечивают Китай, США, Индия и Мексика.

Генетические типы промышленных месторождений. Генетически превалирующее большинство баритовых и комплексных баритсодержащих месторождений являются гидротермальными. Выделяются еще месторождения, образовавшиеся в процессе осадконакопления (хемогенные) и выветривания. Месторождения барита магматического типа отсутствуют. Это обусловлено тем, что в процессе магматической дифференциации барий, поступающий из глубинных очагов, рассеивается, изоморфно замещая калий в породообразующих и акцессорных минералах, не образуя промышленных скоплений.

Среди всего разнообразия баритовых месторождений выделяются три основных типа: 1) жильный; 2) стратиформный; 3) песчано-валунный в корах выветривания.

Жильный тип объединяет эпигенетические гидротермальные жилы, неправильные тела, линзы и зоны брекчирования, образовавшиеся путем выпадения барита из гидротермальных растворов. Отдельные жилы прослеживаются по простиранию до 1-2 км. Мощность жил и линз варьирует от сантиметров до нескольких метров, изредка до 10-20 м. Минерализованные зоны брекчирования представлены обломками вмещающих пород, сцементированных баритом и витеритом. Наиболее характерны баритовые, барит-витеритовые, барит-сидеритовые, кварц-баритовые и кварц-кальцит-баритовые жилы. Классическими представителями этого типа являются месторождения Елы-Су и Арпакленское в Туркмении, Дрождяк, Златник и Запаленица в Чехии, Чордская и Кутаисская группа месторождений в Грузии и др.

Стратиформный тип представлен согласными пластовыми и линзовидными залежами барита в осадочных и вулканогенных породах. Среди них имеются месторождения как хемогенно-осадочного, так и гидротермально-метасоматического генезиса. Размеры баритовых залежей достигают нескольких квадратных километров, мощность - до 15-20 м, содержание барита высокое (50-95 %). К рассматриваемому типу принадлежат месторождения в штатах Невада и Арканзас (Магнет-Ков), Баллино (Ирландия), Апшринское (Грузия), Джалаирское (Казахстан) и др.

Песчано-валунный тип месторождений кор выветривания включает остаточные залежи элювиальных и делювиальных глин с обломками барита. Величина баритовых обломков по размерности колеблется от песчаных до валунных и глыбовых. Месторождения этого типа широко распространены в штатах Миссури и Джорджия, в России данный тип представлен Медведевским месторождением на Урале.

Геология месторождений барита. В СНГ одним из крупнейших является Апшринское месторождение барита. Оно расположено в Грузии, в пределах Абхазского хребта (севернее г. Сухуми). Приурочено к юго-западному крылу Апшринской антиклинали. Центральная часть этой структуры выполнена вулканогенно-осадочными породами байоса (порфириты, туфы, туфопесчаники), а юго-западное крыло - терригенно-карбонатными отложениями верхней юры.

Продуктивными являются массивные известняки, в которых неравномерно развита баритовая минерализация и сопровождающая ее доломитизация. В пределах рудного поля эти известняки обнажаются в виде полосы, вытянутой на 5 км. На месторождении мощность рудной толщи составляет 20-40 м, она прослеживается по простиранию на 800 м и по падению на 250 м (под углом 15-30 о). Рудная залежь осложнена крутопадающими сбросами с амплитудами смещения блоков в десятки метров.

Руды преимущественно барит-карбонатные. Главные минералы - барит и доломит, второстепенные - сидерит, халцедон, кварц, кальцит, редкие - арагонит, гематит, пирит, марказит, халькопирит, киноварь. Среднее содержание BaSO4 в промышленных рудах составляет 48,6 %, количество стронция варьирует от 0,006 до 1,0 %. Месторождение разрабатывается открытым способом. Руды подвергаются флотационному обогащению.

Месторождение Магнет-Ков является наиболее крупным в США. Оно расположено в штате Арканзас близ восточного окончания гор Уошито. Приурочено к восточной части синклинальной складки, опрокинутой на северо-запад. Породы интенсивно трещиноваты, наблюдаются также малоамплитудные тектонические нарушения. Возраст развитых на месторождении пород складчатой толщи - ордовикско-пенсильванский. Пластово-метасоматические тела барита приурочены к нижней части формации глинистых сланцев Стэнли (пенсильваний-миссисипий). Разрез формации Стэнли сложен темноцветными тонкорассланцованными глинистыми сланцами с моногочисленными прослоями тонкозернистых песчаников в нижней ее части.

В плане месторождение барита имеет подковообразную форму с протяжностью от вершины этой подковы до любого конца ее около 1,2 км. На крыльях складки мощность баритоносной зоны составляет 9-17 м, но в замке синклинали она увеличивается до 35 м и более. Нижний контакт баритоносной зоны с глинистыми сланцами или песчаниками резкий, тогда как в кровле баритоносная зона постепенно сменяется вышележащими породами.

Мощность отдельных пластов барита, которые разделены незаместившимися прослоями глинистых сланцев или песчаников, колеблется от 2 до 7,5 см. В свежем состоянии барит имеет серую окраску, обладает плотным сложением, напоминая плотный кристаллический известняк. Барит, залегающий неглубоко от земной поверхности, имеет характерную пластинчатость, ориентированную параллельно поверхности напластования. К плоскостям напластования приурочена рассеянная вкрапленность мелких кристаллов пирита. Содержание его в баритовых рудах на отдельных участках достигает 4 %.

В качестве источника магматогенных гидротермальных растворов предположительно рассматривается округлый шток нефелиновых сиенитов (интрузив Магнет-Ков), расположенный примерно в 3 км к западу от баритового месторождения. В составе исходных пород этого интрузива содержание ВаО составляет около 0,3 %.

Месторождение разрабатывается открытым способом. Производится валовая выемка горной массы, в которой содержится около 70 % барита. Пустые породы представлены кварцем, глинистыми сланцами и оксидами железа. После тонкого помола и флотации получают порошок с содержанием барита 98 % и плотностью 4,4 г/см3.

Таблица 7

Запасы барита (млн т) и среднее содержание BaSO4 в рудах (%) [8]

Лекция 13. ГРАФИТ

Минералогия и физические свойства. Графит - мягкая, черная, жирная на ощупь модификация элементарного углерода. Он кристаллизуется в гексагональной сингонии и встречается нередко в виде шестигранных таблитчатых кристаллов. Чаще всего графит образует мельчайшие чешуйки или листочки, слагая листоватые агрегаты или неправильные скрытокристаллические массы. Кристаллическая структура его характеризуется весьма крепкой ковалентной гомеополярной связью атомов углерода в пределах слоя, но весьма слабой межслоевой молекулярной ван-дер-ваальсовской связью. Твердость графита - 1, плотность - 2,2-2,3 г/см3. Природный графит редко бывает химически чистым. В нем постоянно присутствуют примеси - кальцит, мусковит, биотит, глинистое вещество, пирит, кварц, органический углерод, вода, битумы и газы (СО2, СО, Н2, СН4, N2 и др.).

Особенность строения кристаллической решетки графита, в частности наличие в ней свободных электронов, обусловливает его специфические физические свойства: 1) совершенную спайность по одному направлению; 2) низкую твердость; 3) огнеупорность (температура плавления 3800-3900 оС); 4) высокую электро- и теплопроводность; 5) химическую инертность (растворяется лишь в расплавленных силикатах или металлах, образуя карбиды); 6) высокую жирность и пластичность; 7) высокую кроющую способность; 8) непрозрачность и др.

Применение в промышленности. Основная масса графита используется в качестве огнеупоров, производстве высокоуглеродистой стали и в литейном деле. Значительное количество его идет на производство всевозможных смазок, токопроводящей резины, сухих батарей, электродов, скользящих контактов, карандашей, туши и других изделий.

Особо чистый графит используется как замедлитель при ядерных реакциях в атомных котлах, применяется для изготовления деталей ракет в реактивной технике. Он является основным сырьем для промышленного синтеза технических алмазов, находит широкое применение в порошковой металлургии и в производстве полупроводников.

Типы руд. Графитовые руды в зависимости от величины зерна (кристаллов) подразделяют на: 1) руды чешуйчатых графитов (кристаллический чешуйчатый графит, flak graphite); 2) плотнокристаллические графиты (кристаллически кусковой графит, lump graphite); 3) скрытокристаллические или «аморфные» графиты (amorphous graphite). Руды чешуйчатых графитов по диаметру кристаллов разделяются на крупночешуйчатые (более 0,1 мм) и мелкочешуйчатые (0,001-0,1 мм). Они чаще всего встречаются в месторождениях метаморфогенного и контактово-метасоматического происхождения, реже в пегматитовых. В плотнокристаллических рудах размер кристаллов тот же, что и в мелкочешуйчатом графите, однако они не ориентированы, что затрудняет расщепление агрегата. Такие руды формировались в магматических и пневматолитовых месторождениях. Величина зерен в скрытокристаллических («аморфный» графит) рудах обычно менее 0,001 мм. Графиты этого типа формировались в метаморфизованных углях.

Общетехнические требования и способы добычи. Наиболее ценны и легко обогатимы руды чешуйчатого и плотнокристаллического графита. Они относятся к промышленным при содержании графита более 2-3 %. Эти руды легко обогащаются флотацией с получением концентрата, содержащего 60 % графита и более. Руды скрытокристаллического графита трудно обогатимы. Без обогащения используется руда с содержанием графита более 70 %.

Различные отрасли промышленности предъявляют свои специфические требования к качеству графитового сырья (руда и концентрат). Состав его варьирует в значительных пределах: графит 40-97 %, летучие компоненты 0,7-7,5 %, зола 1,75-26,5 %. Так, для графита, используемого для производства карандашей, предусмотрены марки ГК-1, ГК-2, ГК-3; зольность его не должна превышать соответственно 1, 3 и 5 %, и выход летучих компонентов - 0,5, 1 и 1,5 %. Для графита марки ГСС (графит специальных сталей) допустимы следующие максимальные содержания (%): зола 10, сера 0,3, медь 0,1, фосфор 0,1, влажность 1, выход летучих 1.

Добыча графита производится как открытым, так и подземным способами. При разработке шахтным способом за минимальную рабочую мощность графитового тела принимается 0,8-1,0 м. Возможность разработки открытым способом зависит от условий залегания графитовых тел и мощности вскрышных пород.

Ресурсы и запасы. В опубликованных источниках нет информации о мировых прогнозных ресурсах и разведанных запасах графита. Крупными запасами скрытокристаллического графита обладают Россия, Мексика, Индия, Республика Корея, КНДР и Австрия, а кристаллического графита - Малагасийская Республика, Германия, Чехия, Шри Ланка, Норвегия и др. Крупными считаются месторождения с запасами графита более 10 млн т, средними - 1-10 млн т и мелкими - менее 1 млн т.

Генетические типы промышленных месторождений. Выделяются четыре типа промышленных месторождений графита: 1) магматический; 2) контактово-метасоматический; 3) высокотемпературный гидротермальный; 4) метаморфический.

Магматические месторождения графита связаны с интрузивными и эффузивными породами разного состава - от кислых и щелочных до ультраосновных. Графит в этих породах обычно рассеян в виде чешуек, встречаются также скопления плотнокристаллического графита в виде штоков, гнезд и жил. Источником углерода для образования графита служат как газообразные составляющие части исходной магмы, так и углерод, ассимилированный магмой из вмещающих пород.

Классическим представителем месторождений этого типа является Ботогольское месторождение чешуйчатого и плотнокристаллического графита в Восточном Саяне. Оно приурочено к массиву щелочных и нефелиновых сиенитов.

Контактово-метасоматические месторождения графита приурочены к зоне контакта карбонатных и глубинных изверженных пород. В процессе их взаимодействия в зоне контакта образуются скарны. При этом происходит диссоциация молекул карбонатов

CaCO3 ___ CaO + CO2

MgCO3 ____ MgO + CO2

с образованием силикатов кальция и магния (тремолит, волластонит, гранат, скаполит и др.). Освободившийся углекислый газ в условиях высоких температур при наличии водорода может восстанавливаться до углерода:

СО2 + 2Н2 С + 2 Н2О.

Для месторождений этого типа характерен крупночешуйчатый графит, рассеянный среди скарнированных пород. Иногда возникают значительные скопления в виде тел жило- и штокообразной формы. Содержание графита в рудах достигает 10-20 %. Месторождения этого типа известны в Канаде (Блэк Дональд), Узбекистане (Тас-Казган) и в других странах.

Высокотемпературные гидротермальные месторождения графита обычно связаны с гнейсами и кристаллическими сланцами. Они образовались в результате кристаллизации графита из высокотемпературных гидротермальных растворов, обогащенных летучими компонентами и циркулировавших в открытых трещинах. Рудные тела имеют форму жил и линз мощностью до 2-5 м. Характерен плотнокристаллический графит. К этому типу относятся месторождения Шри Ланки, Малагасийской Республики, Канады (провинции Онтарио и Квебек) и др.

Метаморфические месторождения представляют обычно залежи и линзы богатых руд скрытокристаллического (аморфного) графита в стратифицированных осадочных толщах различного возраста. Образуются они в основном в процессе контактового метаморфизма угольных пластов. При региональном метаморфизме за счет рассеянных в осадочных породах органических остатков формировались месторождения плотно
кристаллического или чешуйчатого графита. Наиболее характерны месторождения, образовавшиеся при контактовом метаморфизме углей: Курейское, Ногинское и другие в Красноярском крае, месторождения штата Сонора в Мексике и др.

Геология месторождений графита. В СНГ крупнейшей по запасам является Тунгусская графитоносная провинция, расположенная на западной окраине одноименного каменноугольного бассейна. Здесь широко распространены триасовые трапповые силлы и секущие дайки диабазов, вызвавшие графитизацию угольных пластов. Пласты скрытокристаллического графита развиты по правым притокам Енисея - рекам Бахте, Фатьянихе, Нижней Тунгуске и Курейке. На площади около 48 тыс км2 выявлено 15 месторождений и промышленных объектов. Наиболее крупным среди них является Курейское месторождение. Оно находится по обоим берегам р. Курейки примерно в 110 км от ее устья. Приурочено месторождение к отложениям бургуклинской свиты нижней перми, в разрезе которой известно 6 пластов каменного угля и один пласт графита средней мощностью 15 м. Графитовый пласт прослеживается по обрыву реки на протяжении 500 м. Внутреннее строение графитового пласта достаточно сложное: он состоит из слоев скрытокристаллического графита различного качества и содержит многочисленные линзы и прослои терригенных пород, а также апофизы и жилы диабазового состава. В составе руды, помимо доминирующего скрытокристаллического графита, наблюдаются его мелко- и крупночешуйчатые разновидности, минеральные примеси (кальцит, цеолиты, апатит, хлорит, серицит, магнетит, циркон, силикаты и др.). Текстура руды массивная и сланцеватая. Местами присутствуют графитизированные остатки растений. Руды месторождения содержат (%): углерода 8,45-90,6, золы 5,7-14,3, летучих 0,9-3,0, воды 0,3-0,5. Разведанные запасы графита, пригодные для разработки открытым способом, оцениваются в 10 млн т.

Месторождение Блэк Дональд расположено в Канаде (провинция Онтарио). Оно приурочено к кристаллическим известнякам протерозойской группы Гренвилл. Промышленная залежь чешуйчатого графита мощностью 3-10 м имеет пластообразную форму и залегает в виде асимметричной синклинальной складки. Южное крыло этой складки прорвано крутопадающими дайками и жилами аплитов и пегматитов, а центральная часть ее осложнена малоаплитудным взбросом. Графитовая залежь подстилается силицифицированными, а перекрывается скарнированными известняками. Основные силикатные минералы - полевые шпаты, скаполит и диопсид. В составе пород в небольших количествах присутствуют пирит, слюда, кварц.

Наиболее богатые участки месторождения, ныне полностью отработанные, содержали до 70-85 % графита, (в среднем 55-65 %). Среднее содержание графита в рядовых рудах - 25 %. В последние годы отрабатывались бедные руды с содержанием графита в среднем около 15 %. По мнению канадских геологов, месторождение Блэк Дональд относится к типу контактово-метасоматических и образовалось на контакте гренвиллских известняков с секущими жилами и дайками аплитов и пегматитов.

Лекция 14. МАГНЕЗИТ И БРУСИТ

Минералогия. Магнезит представляет собой карбонат магния MgCO3. Как член изоморфной группы минералов, в которую входят кальцит и доломит, он кристаллизуется в гексагональной сингонии и обладает спайностью по ромбоэдру. Теоретически магнезит состоит из 47,8 % MgO и 52,2 % СО2. Практически в нем всегда содержатся разные количества оксидов железа, кальция, алюминия, марганца и кремния. Иногда в ассоциации с магнезитом присутствует гидромагнезит - Mg[(OH)2 (CO3)4] . 4H2O.

Выделяются два типа природного магнезита: кристаллический и криптокристаллический (аморфный). Кристаллический магнезит образует обычно зернистые агрегаты с размерами кристаллов от долей миллиметра до 1 см. Характерны полосчатые, радиально-лучистые и массивные текстуры. Цвет его белый, серый и желтоватый, твердость 3,5-4,0, плотность 3,02 г/см3. Криптокристаллический магнезит обычно белого цвета и фарфоровидного облика. Образует, как правило, натечные гроздевидные формы, имеет раковистый излом. В отличие от кристаллического магнезита обладает более высокой твердостью (3,5-5,0) и меньшей плотностью 2,9-3,0 г/см3).

Брусит - гидрооксид магния Mg(OH)2, частично замещается Fe2+ (ферробрусит) или Mn2+ (манганбрусит). Он кристаллизуется в тригональной сингонии, габитус кристаллов таблитчатый и игольчатый. Твердость - 2,5, плотность - 2,4 г/см3. Слагает почти мономинеральные волокнистые, листоватые и зернистые агрегаты белого цвета с зеленоватым или коричневатым оттенками. Образуется за счет магнезита под воздействием низкотемпературных гидротермальных растворов:

MgCO3 + H2O = Mg(OH)2 + CO2

магнезит брусит

Применение в промышленности. Сырой магнезит используется в основном для получения «каустического магнезита» и огнеупорной магнезии («намертво обожженный магнезит»). В результате обжига при температуре 700-1000 о С магнезит теряет большую часть углекислоты и превращается в порошкообразную массу («каустический магнезит»). При повышении температуры обжига до 1450-1750 о С углекислота исчезает полностью и образуется так называемый «намертво обожженный магнезит» (металлургический магнезит, зинтермагнезит, искусственный периклаз).

«Каустический магнезит» применяется в производстве магнезиального цемента (цемент Сореля). Этот цемент служит связкой для таких органических добавок, как опилки и пробка, и обладает повышенной эластичностью, устойчивостью к абразивным воздействиям, маслам и кислотам, легко поддается распиловке и разделке. Каустическая магнезия используется в производстве огнестойких красок, служит в качестве флюсовой добавки в керамике, необходима в производстве сахара, вискозы и т. д.

«Намертво обожженный магнезит» применяется в качестве металлургического магнезитового порошка для наварки пода и стенок мартеновских печей и изготовления магнезитовых, хромито-магнезитовых и форстеритовых огнеупорных кирпичей для сталелитейного, сернокислотного и цементного производства.

Типы руд. Выделяются руды, сложенные кристаллическим магнезитом, и руды, представленные аморфным магнезитом. Бруситовые руды сложены бруситом (до 80-90 %) с примесью доломита, кальцита и серпентина. Наиболее широкое распространение имеют руды кристаллического магнезита (содержание MgCO3 до 95-98 %, основные примеси - доломит, кальцит, тальк, кварц и др.).

Общетехнические требования и способы добычи. Сырой магнезит, применяемый для производства металлургического порошка, должен содержать MgO не менее 43 %, CaO - не более 2,5 % и SiO2 - не более 2 %. Присутствие извести понижает механическую прочность огнеупоров, а наличие SiO2 снижает как огнеупорность, так и шлакоустойчивость изделий. Аморфный магнезит в связи с повышенным содержанием примесей не пригоден для получения магнезитового порошка.

В сырье для производства магнезиального цемента содержание кальцита допускается менее 4,5 %, кремнезема - до 20 %; нежелательна примесь оксидов железа, придающих бурый оттенок цементу.

Разработка месторождений магнезита осуществляется открытым способом при мощности рудного тела не менее 1 м и коэффициенте вскрыши не более 2. Странами-лидерами по добыче магнезита являются Чехия, Россия, США, Китай, КНДР и Австрия.

Генетические типы промышленных месторождений. Промышленные месторождения магнезита представлены двумя основными генетическими типами - гидротермальным метасоматическим и инфильтрационным. Гидротермальные метасоматические месторождения относятся к среднетемпературным и возникли в результате воздействия магнезиальных гидротермальных растворов на доломиты и известняки. Характерны пласты, линзы и гнезда кристаллического магнезита. Размеры залежей по простиранию достигают 1-2 км, по мощности - 400-500 м и более. Для руд этих месторождений типичны полосчатые, звездчатые и радиально-лучистые текстуры. К этому типу относятся многие месторождения на Южном Урале (Саткинское, Белорецкое и др), в Восточном Саяне (Савинское, Онотское), в Австрии, Чехии, Китае и других странах.

Инфильтрационные месторождения связаны с массивами серпентинизированных ультраосновных пород, подвергшимися латеритному выветриванию. Магнезия переходила в раствор и переносилась в зону грунтовых вод нижних горизонтов коры выветривания, где и отлагалась по трещинам в слабо разрушенных серпентинитах в виде скрытокристаллического магнезита:

H4Mg3Si2O9 + 2H2O + 3CO2 = MgCO3 + 2SiO2 + 4H2O.

серпентин магнезит

Скопления магнезита имеют форму небольших гнезд, линз и пересекающихся под разными углами жил мощностью 0,2-0,3 м (изредка до 1-2 м), формирующих иногда штокверки. Мощность штокверков обычно не превышает 40 м. Для месторождений этого типа характерен парагенезис магнезита с опалом. К этому типу относятся месторождения на восточном склоне Среднего и Южного Урала (Халиловское), в Закавказье (Севанская группа месторождений), в Казахстане (Северное Прибалхашье), Канаде, Китае.

Важнейшим геолого-промышленным типом месторождений брусита являются неправильные тела бруситов и бруситовых мраморов контактово-метаморфического генезиса среди толщ доломитов вблизи контактов с интрузивами гранитоидов (Кульдурское месторождение в Хабаровском крае, месторождения бруситовых мраморов в Канаде).

Геология месторождений магнезита и брусита. Саткинская группа месторождений кристаллического магнезита является основной базой огнеупорной промышленности России. Она включает 14 месторождений, расположенных на западном склоне Южного Урала близ г. Сатка. Крупнейшие из них - Саткинское, Березовское, Никольское и Ельничное месторождения. Приурочены они к саткинской свите известково-доломитовых пород верхнего протерозоя мощностью 300-500 м. Разрез свиты сложен мергелями, известняками, доломитами, глинистыми сланцами. Стратиформные магнезитовые залежи связаны с карагайским горизонтом верхнесаткинской подсвиты. Промышленные залежи магнезита образуют линейно вытянутую в северо-восточном направлении зону, приуроченную к северо-западному пологому крылу Саткинской синклинали.

В разрезе карагайского горизонта магнезитовые породы прослеживаются на трех стратиграфических уровнях; нижний из них, включающий пластовые неправильной формы залежи, является промышленным, а два верхних представлены небольшими линзами, гнездами, прожилками и вкрапленностью магнезита. Промышленные пластовые залежи по простиранию прослеживаются от 50 до 1700 м, по падению - от 40 до 950 м, средние мощности их - от 13 до 30 м.

Промышленные рудные тела на Карагайском участке Саткинского месторождения на 94-98 % сложены кристаллическим магнезитом. Внутри них наблюдаются прослои, линзочки и гнезда доломита. Рудные тела рассечены разломами и дайками диабазов. Магнезит в приконтактовых частях с этими дайками иногда обнаруживает маломощные зоны доломитизации и серпентинизации. В промышленных рудных телах преобладает средне- и крупнозернистый магнезит с размерами зерен 3-10 мм. Мелкозернистые разновидности встречаются в основном в виде маломощных прослоев и гнезд.

Генезис месторождений кристаллического магнезита Саткинской группы является дискуссионным. По мнению А. Н. Заварицкого, они образовались в результате метасоматического замещения доломитов под действием гидротермальных растворов. М. И. Гарань высказал представления об осадочном раннедиагенетическом образовании магнезита. Существуют и иные точки зрения. Месторождения находятся в выгодных горно-технических условиях и разрабатываются открытым способом.

Кульдурское месторождение брусита расположено в Хабаровском крае и приурочено к докембрийскому ядру Хинган-Буреинского антиклинория. Это единственное в СНГ эксплуатируемое месторождение брусита. Ядро этого антиклинория сложено осадочно-метаморфическими образованиями позднепротерозойского возраста, смятыми в опрокинутую складку. На юге площади месторождения породы прорваны палеозойским интрузивом гранитоидов.

Бруситовая минерализация приурочена к экзоконтакту гранитоидного интрузива (плагиограниты и гранодиориты) с магнезиальными карбонатными породами (мурандавская свита). Карбонатные породы превращены в доломитовые мраморы, магнезиальные скарны, кальцифиры и брусититы. Главная промышленная залежь локализована в ядре складки, имеет линзовидную форму длиной до 500 м и шириной до 220 м. Мощность ее около 120 м. Внутреннее строение этой залежи осложнено прослоями, гнездами и линзами карбонатных пород. Собственно брусититы на 80-95% сложены бруситом. Основными примесями в них являются магнезит, доломит, кальцит, серпентин, изредка присутствуют кристаллы форстерита и периклаза. Брусит представлен пластинками и табличками размером до 0,1 мм. По содержанию MgO на месторождении выделяют четыре сорта промышленных руд. Образование брусита связано с процессом контактового метаморфизма под воздействием интрузии гранитоидов.

Лекция 15. СЛЮДЫ

Минералогия. Слюды представляют собой группу диметасиликатов слоистой структуры. Все они кристаллизуются в моноклинальной сингонии, обладают совершенной спайностью по пинакоиду, что позволяет расщеплять их на тончайшие пластинки. Окраска их варьирует от бесцветной до зеленовато-коричневой и почти черной. Плотность слюд - 2,7-3,1 г/см3, твердость - 2-3. Несмотря на относительно широкое распространение слюд в природе, в том числе биотита (магнезиально-железистой слюды), циннвальдита, лепидолита (литиевых слюд), основное промышленное значение имеют мусковит (калиево-алюминиевая слюда) и флогопит (калиево-магнезиальная слюда). В промышленности используется также гидрослюда - вермикулит.

Мусковит KAl2 [AlSi3O10] (OH ,F)2 - белая слюда, кристаллизующаяся в моноклинальной сингонии в виде таблитчатых и столбчатых кристаллов. Характерны чешуйчатые и листовато-зернистые агрегаты. Мусковит обычно бесцветный, зеленоватый и красный. В качестве примесей содержит Fe (1-4 %), Mg (0,2-1,1 %), Na (0,1-0,7 %), а также незначительное количество Mn, Rb, Li, Ba, Ca, W, Ti, и V. Мелкочешуйчатая разновидность мусковита - жильбертит (диаметр пластинок - первые миллиметры), тонкочешуйчатая - серицит (диаметр пластинок - десятые и сотые доли миллиметра).

Флогопит K(Mg, Fe)3 [AlSi3O10] (OH, F)2 - (флегопос) - огнеподобный (по красноватому оттенку). Минерал окрашен в коричневато-янтарный, зеленовато-коричневый и другие цвета. Основными примесями в нем являются Na, Mn, Cs, Ba, Rb, Li.

Вермикулит (Mg, Fe+2, Fe+3)3 . [(Si, Al)4O10](OH)3 . 4H2O характеризуется переменным количеством железа, алюминия и магния. Цвет бронзовый, желтовато-коричневый до темного. В нем наблюдается примесь Ca, Mn и Ti, а также следы Na, K, Ni, Cr, Ba и других элементов. Твердость вермикулита - 2,1-2,8, плотность - 2,5 г/см3.

Физические свойства. Важнейшими физическими свойствами мусковита и флогопита, обусловливающими их промышленое применение, являются: 1) весьма совершенная спайность, позволяющая получать тончайшие (до нескольких микронов) и прочные гибкие листочки; 2) относительно высокая химическая стойкость (особенно у мусковита); 3) термическая стойкость, т. е. способность сохранять при нагревании физические свойства (у мусковита достигает 500-600 о, у флогопита - 1000 оС); 4) высокая электрическая прочность, определяемая напряжением, при котором происходит пробой диэлектрика; 5) прозрачность мусковита и некоторых разностей флогопита.

Основным промышленным свойством вермикулита является его способность вспучиваться при нагревании свыше 200 оС с увеличением объема в 8-12 раз (предельно в 30 раз). Кроме того, важным свойством его является высокая способность к катионному обмену.

Применение в промышленности. Главными потребителями мусковита и флогопита являются электротехническая и радиотехническая промышленность. В этих отраслях промышленности используется около 85-90 % всей добычи качественного сырья (листовая слюда, слюдяные изделия из щипаной слюды). Литовая слюда применяется также в качестве вставок в окна плавильных печей, бытовых приборов, в очках.

Отходы от обработки слюды (скрап), дробленая и молотая слюда используются при изготовлении толя, рубероида и других мягких кровельных изделий, для производства слюдинита и слюдопласта, огнестойких материалов, красок, смазок и т. д.

Вспученный вермикулит находит применение в строительстве как наполнитель звуко- и теплоизоляционных штукатурок и легких бетонов, используется в авиационной и автомобильной промышленности, а также для очистки промышленных вод и улавливания газов.

Типы руд. Состав руд определяется присутствием основных минералов - мусковита, флогопита, вермикулита и др. Они могут быть преимущественно мусковитовыми, флогопитовыми, вермикулитовыми или литиевыми.

Многие месторождения слюд являются комплексными: одновременно со слюдами могут добываться полевые шпаты, кварц, пегматит и др.

Общетехнические требования. При оценке качества слюд исключительное значение придается физическим свойствам минералов и определению выхода отдельных сортов. Ведущим признаком при этом является размер кристаллов слюды, наличие и характер дефектов в кристаллах, особенности химического состава и другие показатели. Из дефектов кристаллов слюды особенно часто встречаются: 1) мелкие включения других минералов; 2) газово-жидкие включения; 3) волнистость, морщинистость и зажимистость (сплетение слоев, затрудняющих их расщепление); 4) ельчатость (волнистость и трещиноватость в радиальном направлении); 5) трещиноватость; 6) клиновидность (постепенное утолщение пластинок).

Оценка содержания слюды в рудах производится по промежуточным продуктам, получаемым в процессе добычи (забойного сырца) и первичной ее переработки - промышленному сырцу и колотой слюде. Забойным сырцом называются отделенные от породы кристаллы слюды с площадью пластин не менее 4 см2. Содержание забойного сырца выражается в килограммах на кубический метр породы.

На горных предприятиях в результате очистки забойного сырца от поверхностных загрязнений получают так называемый промышленный сырец - кристаллы слюды любой толщины (но не менее 0,1 см), имеющие с обеих сторон полезную (бездефектную) площадь не менее 4 см2. Полученные пластины разделяют на три группы: площадью более 100, от 50 до 100 и от 4 до 50 см2. Выход промышленного сырца выражается в процентах от массы забойного сырца.

В процессе дальнейшей обработки слюду раскалывают на пластины или подвергают щипке. Полученный продукт называют листовой слюдой (sheet mica). Отходы производства листовой слюды - скрап (grоund mica). Рудничный и фабричный скрап переводят в дробленую (диаметр частиц 160-15 000 мкм) или молотую (диаметр частиц около 300 мкм) слюду.

Добыча. Месторождения слюд эксплуатируются, как правило, открытым способом. Основные запасы этого вида минерального сырья сосредоточены в России, Индии, Малагасийской Республике, США, Канаде, Бразилии и ЮАР. Общемировая добыча слюд составляет около 300 тыс т/год, в том числе доля листовой слюды менее 7 тыс т. Крупнейшим мировым продуцентом скрапа является США. Мировая добыча вермикулита находится на уровне 500 тыс. т. Причем более 90 % приходится на долю США и ЮАР.

Условия образования месторождений слюд. Мусковит и флогопит являются продуктами эндогенных процессов, характеризовавшихся высокими температурами, большим давлением и различным химизмом сред. В условиях высокой активности глинозема происходило формирование мусковита, а в условиях повышенной активности магния и железа - флогопита и биотита.

Образование мелкочешуйчатого мусковита осуществлялось обычно при кристаллизации различных магматических пород. Однако промышленные месторождения связаны только с телами аляскитовых гранитов (содержание слюды до 15 % и более).

Крупнокристаллический листовой мусковит формировался, как правило, в составе тел гранитных пегматитов, распространенных в полях метаморфических докембрийских толщ амфиболитовой фации регионального метаморфизма. Крупные кристаллы мусковита являются результатом воздействия постмагматических пневматолито-гидротермальных флюидов, метаморфизовавших пегматиты с разрушением полевых шпатов и появлением так называемого кварц-мусковитового комплекса:

3KAlSi3O8 + H2O = H2KAl3Si3O12 + 6SiO2 + K2O

ортоклаз мусковит кварц раствор

2NaAlSi3O8 + KAlSi3O8 + H2O = H2KАl3Si3O12 + 6SiO2 + Na2O.

альбит ортоклаз мусковит кварц раствор

Формирование промышленной флогопитовой минерализации, связанной с массивами ультраосновных щелочных пород, происходило в результате инфильтрационного замещения ультрабазитовых пород и окружающих их магматических метасоматитов.

Вермикулит образовывался в процессе гидратации флоготипа и биотита в зоне гипергенеза при формировании коры выветривания.

Геолого-промышленные типы месторождений. Несмотря на многообразие условий формирования, промышленные типы месторождений слюд немногочисленны. В настоящее время главное значение имеют следующие геолого-промышленные типы месторождений:

1. Согласные пластовые и четковидные залежи, жильные и неправильной формы тела мусковитовых плагиоклазовых и плагиоклаз-микроклиновых гранитных пегматитов в древних высокометаморфизованных толщах. Размеры этих рудных тел по простиранию достигают до сотен - первых тысяч метров, по мощности - от 2-5 до 30-50 м. К этому типу относятся месторождения Мамско-Чуйской и Карело-Кольской провинций в России, в штатах Бихар, Раджастан и Андхра-Прадеш в Индии, в Бразилии, Зимбабве и других странах.

2. Линзы, гнезда, жилы, неправильной формы метасоматические залежи крупнокристаллического флогопита в карбонатных комплексах ультраосновных щелочных пород. Размер рудных тел и залежей составляет десятки и сотни метров. Руды нередко являются комплексными; наряду с флогопитом из них могут извлекать апатит, магнетит, бадделеит и другие виды минерального сырья. Наиболее характерные месторождения - Ковдор, Гулинское, Маган в России, Якупиранга в Бразилии, Лулекоп в ЮАР и др.

3. Линзовидные, пластообразные, гнездовые, жильные и столбообразные залежи крупнокристаллического флогопита среди диопсидовых, кварц-диопсидовых, скаполит-диопсидовых пород, пироксен-роговообманковых сланцев, доломитов, кальцифиров в составе древних высокометаморфизованных гранито-гнейсовых комплексов. К этому типу принадлежат месторождения Алданской слюдоносной провинции в России, Памирской провинции в Таджикистане, ряд месторождений в пределах Канадского кристаллического щита.

4. Пластовые, линзовидные, жило- и штокообразные залежи вермикулита в корах выветривания массивов ультраосновных (пироксенитовых) и ультраосновных щелочных пород (месторождение Ковдор в России, Либби в США и др.).

Геология месторождений слюд. В США основные месторождения слюды расположены в штате Северная Каролина. Одним из наиболее крупных среди них является месторождение мелкочешуйчатого мусковита Спрус Пайн. Оно разрабатывается с 1863 г. Район месторождения сложен слюдистыми и амфиболитовыми гнейсами и сланцами, а также подчиненными доломитовыми сланцами докембрийского возраста. Все эти породы рассечены небольшими раннепалеозойскими телами аляскитовых гранитов и пегматитов.

Источником слюды являются в основном пегматиты. Слюдоносные пегматиты здесь более мелкие, чем в других регионах мира, и в среднем составляют 1,5-10,0 м в поперечнике. Они приурочены к кристаллическим сланцам, а не к аляскитам. Иногда пегматитовые тела расположены близко друг от друга и, как правило, залегают согласно простиранию пластов кристаллических сланцев. Пегматиты характеризуются зональным строением. Пегматитовые тела с размером в поперечнике менее 2 м разрабатываются целиком (производится валовая выемка), а более крупные - разрабатываются выборочно по зонам. Содержание слюды в добытом минеральном сырье составляет 2-6 %, на богатых участках достигает 30-40 %. Только 5-8 % добытой слюды пригодно для получения листовой слюды, а остальные 92 % или более используются в виде слюдяного скрапа.

На этом месторождении объектом отработки являются также аляскитовые граниты, которые в приповерхностных условиях подверглись каолинизации. В качестве побочных продуктов получают полевой шпат, кварц и каолин. Запасы мелкочешуйчатого мускавита до глубины 15 м оцениваются в 50 млн т, а полевого шпата - в 200 млн т. Основная масса мелкочешуйчатого мусковита, добываемого на месторождении Спрус Пайн, используется в качестве инертных наполнителей промывочных жидкостей при бурении скважин.

Мамско-Чуйская слюдоносная провинция находится на севере Иркутской области и связана с гигантским поясом докембрийских кристаллических гнейсов и сланцев. Длина этого пояса около 150 км, ширина - 20 км. Здесь широко распространены пегматиты, проявлены дайки гранит-аплитов и аплитов. В разрезе мамской свиты, вмещающей слюдоносные пегматиты, главную роль играют кварциты, биотитовые и гранат-слюдяные плагиогнейсы и сланцы, известково-силикатные породы, графитовые и скаполитовые сланцы, а также мраморы. Все эти породы смяты в брахиформные и линейные складки северо-восточного простирания.

Морфология слюдоносных пегматитовых тел весьма разнообразна: жилы, линзы, штоки, всевозможные неправильные тела. Размеры их могут достигать нескольких сотен метров в длину при мощности от нескольких метров до первых десятков метров. Минеральный состав пегматитов следующий: плагиоклаз, микроклин-пертит, кварц, биотит и мусковит.

Выделяется несколько разновидностей мусковита. В пегматитах блоковой (пегматоидной) структуры обычно развит крупнокристаллический мусковит-I с размерами кристаллов пластин от 0,2-0,3 до 1-1,5 м. Такие кристаллы имеют, как правило, дефекты (ельчатость, трещиноватость и др.). По границам зон в пегматитовом теле либо в виде отдельных гнезд появляется мусковит-II, тесно связанный с так называемым кварц-мусковитовым комплексом. Характерны кристаллы пластинчатой и столбчатой формы размером до 15-30 см. Эта разновидность мусковита является наиболее ценным сырьем. Мусковит-III (трещинная слюда) образуется по биотиту, обычно выполняет трещины и характеризуется относительно невысоким качеством.

Содержание забойного сырца на участках, обогащенных мусковитом-I, достигает 100-300 кг/м3, а мусковитом-II - 50-30 кг/м3. В пегматитовых телах постоянно присутствует полевой шпат, который является ценным и весьма дефицитным керамическим сырьем.

Лекция 16. АЛМАЗЫ

Минералогия. Алмаз - природная полиморфная модификация углерода, кристаллизующегося в кубической сингонии. Характерны октаэдрические, кубические и тетраэдрические кристаллы. Грани кристаллов алмаза редко бывают плоскими и гладкими, чаще они выпуклые и покрыты фигурами роста или растворения в виде разнообразной формы выступов и углублений. Имеет идентичный с графитом химический состав. Алмаз, благодаря более плотному расположению своих атомов в кристаллической решетке, резко отличается от него своими свойствами: обладает наибольшей твердостью из всех известных в природе минералов (10 по шкале Мооса), высоким показателем преломления (2,42), сильной дисперсией (0,057-0,063) и углом полного внутреннего отражения (24 о 50 /). Алмаз обладает совершенной спайностью по октаэдру, что обусловливает его хрупкость. Благодаря своим оптическим свойствам он имеет так называемый алмазный блеск и исключительную игру цветов.