В каких породах содержится гипс
Минералы и горные породы / минерал Гипс
Гипс это минерал, водный сульфат кальция.
Синонимы
- гипсовый камень,
- зеркальный камень,
- монмартит,
- песчаная роза,
- роза пустыни,
- шпат гипсовый.
Химический состав
В состав гипса входят следующие элементы: Са, S, O.
Окись кальция (СаО) 32,6%, трехокись серы (SO3) 46,5%, вода (Н2О) 20,9%. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки.
Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп [SO4]2-, тесно связанные с ионами Ca2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H2O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.
Разновидности минерала
Алебастр, марьино стекло (лёд девичий, стекло девичье), селенит (атласный шпат)
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования “полугидрата” – CaSO4 × 1/2H2O.
При 107oC частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO4 × Н2О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.
Формы нахождения
Характерны сростки в виде “розы” и двойники – т.наз. “ласточкины хвосты”). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристаллическте масс. Также слагает цемент песчаников.
Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.
Происхождение
Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
Значительные массы гипса в осадочных породах образуются прежде всего в результате гидратации ангидрита, который в свою очередь осаждался при испарении морской воды; нередко при её испарении осаждается непосредственно гипс. Гипс возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100-150м.) по реакции: CaSO4 + 2H2O = CaSO4 × 2H2О. При этом происходят сильное увеличение объёма (до 30%) и, в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях залегания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гипсовых масс иногда встречаются гнёзда крупных, нередко прозрачных кристаллов.
Может служить цементом в осадочных породах. Жильный гипс обычно является продуктом реакции сульфатных растворов (образующихся при окислении сульфидных руд) с карбонатными породами. Образуется в осадочных породах при выветривании сульфидов, при воздействии образующейся при разложении пирита серной кислоты на мергели и известковистые глины. В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. В почвах аридной зоны формируются новообразования вторично переотложенного гипса: одиночные кристаллы, двойники («ласточкины хвосты»), друзы, «гипсовые розы» и т.д.
Гипс довольно хорошо растворим в воде (до 2,2 г/л.), причём с повышением температуры его растворимость сперва растёт, а выше 24°С падает. Благодаря этому гипс при осаждении из морской воды отделяется от галита и образует самостоятельные пласты. В полупустынях и пустынях, с их сухим воздухом, резкими суточными перепадами температуры, засолёнными и загипсованными почвами, утром, с повышением температуры гипс начинает растворяться и, поднимаясь в растворе капиллярными силами, отлагается на поверхности при испарении воды. К вечеру, с понижением температуры, кристаллизация прекращается, но из-за недостатка влаги кристаллы не растворяются, – в районах с такими условиями кристаллы гипса встречаются в особенно большом количестве.
Местонахождения
В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из м-ния Гаурдак (Туркмения) и других м-ний Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.
Применение
Волокнистый гипс (селенит) используют как поделочный камень для недорогих ювелирных изделий. Из алебастра издревле вытачивали крупные ювелирные изделия – предметы интерьера (вазы, столешницы, чернильницы и т. д.). Обожженный гипс применяют для отливок и слепков (барельефы, карнизы и т. д.), как вяжущий материал в строительном деле, в медицине.
Используется для получения строительного гипса, высокопрочного гипса, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего материала.
рассказать об ошибке в описании
Свойства Минерала
| Цвет | Белый, красноватый, монокристаллы часто бесцветные, прозрачные, водяно-прозрачные (марьино стекло). |
| Цвет черты | белый |
| Происхождение названия | От греческого γυψοζ означающего мел или штукатурка |
| Год открытия | Первое упоминание о гипсе у Теофраста 300-325г. |
| IMA статус | действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) |
| Химическая формула | CaSO4*2H2O |
| Блеск | стеклянный перламутровый шелковистый тусклый |
| Прозрачность | прозрачный полупрозрачный просвечивает непрозрачный |
| Спайность | совершенная по {010} средняя по {100} |
| Излом | раковистый ступенчатый занозистый |
| Твердость | 2 |
| Термические свойства | П. тр. Разлагается с потерей кристаллизационной воды и плавится в белую эмаль. В закрытой трубочке теряет кристаллизационную воду, превращаясь в сульфат кальция (“намертво обожженный гипс”) |
| Люминесценция | Кристаллы гипса с включениями иногда проявляют голубовато-белую, жёлтую, зелёную флюоресценцию |
| Strunz (8-ое издание) | 6/C.22-20 |
| Hey’s CIM Ref. | 25.4.3 |
| Dana (7-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Dana (8-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Молекулярный вес | 172.17 |
| Параметры ячейки | a = 5.679(5) Å, b = 15.202(14) Å, c = 6.522(6) Å β = 118.43° |
| Отношение | a:b:c = 0.374 : 1 : 0.429 |
| Число формульных единиц (Z) | 4 |
| Объем элементарной ячейки | V 495.15 ų |
| Двойникование | часты двойники прорастания по одному из двух законов: 1) двойники ласточкин хвост, пользующиеся наибольшим распространением—двойникование по граням призмы; 2) монмартрские (парижские) двойники—ребра призм расположены параллельно двойниковому шву |
| Точечная группа | 2/m – Prismatic |
| Плотность (расчетная) | 2.308 |
| Плотность (измеренная) | 2.312 – 2.322 |
| Дисперсия оптических осей | сильная r > v наклонная |
| Показатели преломления | nα = 1.519 – 1.521 nβ = 1.522 – 1.523 nγ = 1.529 – 1.530 |
| Максимальное двулучепреломление | δ = 0.010 |
| Тип | двухосный (+) |
| угол 2V | измеренный: 58° , рассчитанный: 58° до 68° |
| Оптический рельеф | низкий |
| Форма выделения | Кристаллы таблитчатые, редко столбчатые и призматические; характерны двойники срастания. Друзы кристаллов, плотные тонкокристаллические агрегаты, асбестовидные параллельно-волокнистые массы (селенит), прожилки, желваки |
| Классы по систематике СССР | Сульфаты |
| Классы по IMA | Сульфаты |
| Сингония | моноклинная |
| Литература | Бахтин А. И., Королев Э. А., Кринари Г. А., Морозов В. П. Механизм преобразования ангидрита, γ-CaSO4 и бассанита в гипс // Записки РМО, 1998, 127, 1, 83-88; Мартьянова Р.М. Некоторые особенности минералогии «гипсовых роз» // Записки ВМО, 1970, 99, 3, 358-362; Руссо Г.В. Расщепление кристаллов гипса // Записки ВМО, 1981, 110, 2, 167-171; Станкевич Е.Ф., Коршунов Н.А. Трона и гипс в травертинах Памира // Записки ВМО, 1977, 106, 1, 122-124 |
Фото Минерала
Статьи по теме
- Строительный гипс и его применение
Бытует мнение, что алебастр и строительный гипс – это одно и то же. Стоит уточнить, что алебастр подразумевает два различных минерала: карбонат кальция и гидросульфат кальция.
- Добыча и применение гипса
Гипс – это известковое минеральное вещество белого или желтого цвета. В основном его добывают в отмирающих водяных источниках. Добыча гипса проводится поверхностным и подземным способами.
- Марьино стекло это разновидность минерала гипс
Существует множество заблуждений относительно применения рассматриваемого вещества. Основное из них связано с его названием. В соответствии с ним марьино стекло называется так вследствие использования его для облицовки икон.
Месторождения Минерала Гипс
Источник
«Гипс» — имеет старое греческое происхождение и применялось для обозначения обожженного гипса или алебастра
Гипс является широко распространенным породообразующим минером осадочных пород.
Гипс. Роза (сросток пластинчатых кристаллов). Алжир, Сахара
Содержание
- Химический состав
- Разновидности
- Кристаллографическая характеристика
- Форма нахождения в природе
- Физические свойства
- Химические свойства
- Диагностические признаки
- Происхождение минерала
- Месторождения
- Практическое применение
- Физические методы исследования
- Купить
Формула гипса
Ca[SO4] * 2H2O
Химический состав
CaO — 32,57 %, SO3 — 46,50 %, Н2О — 20,93 %. Обычно чист. В виде механических примесей устанавливаются: глинистое вещество, органические вещества (пахучий гипс), включения песчинок, иногда сульфидов и др.
Разновидности
1. Селенит – волокнистый гипс с шелковистым блеском. Применяется для обозначения полупрозрачного гипса, проявляющего своеобразные луноподобные светлые рефлексы.
Кристаллографическая характеристика
Сингония моноклинная
Класс призматический в. с. L2PC. Пр. гр. А2/п (C 6 2h). а0 = 10,47; b0 = 15,12; с0 = 6,28; β = 98°58′. Z = 4.
Кристаллическая структура
Согласно данным рентгенометрии, отчетливо выступает слоистая структура этого минерала. Два листа анионных групп [SO4]2–, тесно связанные с ионами Са2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы Н2О занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, столь характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Са с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.
Главные формы: Облик кристаллов. Кристаллы, благодаря преимущественному развитию граней {010}, имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой.
Друза кристаллов
Форма нахождения гипса в природе
Облик кристаллов. Образует толсто- и тонкотаблитчатые кристаллы
Часты двойники характерные по виду – так называемые “ласточкины хвосты”.
Двойники срастания часты и бывают трех типов:
- галльские контактные двойники по (100),
- парижские контактные двойники по (101)
- реже встречаются крестообразные двойники прорастания по (209). Отличить их друг от друга не всегда легко.
Два первые типа напоминают ласточкин хвост.
Галльские двойники характеризуются тем, что ребра призмы m{110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l{111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках ребра призмы l{111} параллельны двойниковому шву.
Физические свойства гипса
Агрегаты. Встречается в виде плотных (алебастр), зернистых, землистых, листоватых и волокнистых агрегатов (атласный шпат), искривленные кристаллы, конкреции и пылевидные массы.
В пустотах встречается в виде друз кристаллов.
В трещинах иногда наблюдаются асбестовидные параллельно-волокнистые массы гипса с шелковистым отливом и расположением волокон перпендикулярно к стенкам трещин. На Урале такой гипс называют селенитом. В тех случаях, когда гипс кристаллизуется в рыхлых песчаных массах, он в своей среде содержит множество захваченных песчинок, отчетливо заметных на плоскостях спайности крупных кристаллических индивидов (так называемый репетекский гипс).
Оптические
- Цвет гипса белый. Отдельные кристаллы часто водяно-прозрачны и бесцветны. Бывает окрашен также в серый, медово-желтый, красный, бурый и черный цвета (в зависимости от цвета захваченных при кристаллизации примесей).
- Черта белая.
- Блеск стеклянный.
- Отлив на плоскостях спайности перламутровый; матовый, у волокнистых разностей – шелковистый.
- Прозрачный или просвечивает.
- Показатели преломления Ng = 1,530, Nm = 1,528 и Np = 1,520.Nm = b; (+ )2V = 58°, с : Ng = 52°. Сильная дисперсия г > и {001}.
Механические
- Твердость 2 (царапается ногтем). Весьма хрупок.
- Плотность 2,32.
- Спайность по {010} весьма совершенная, по {100}, соответствующая слоям из молекул Н2O;и {011} ясная; спайные выколки имеют ромбическую форму с углами 66 и 114°.
- Излом ступенчатый, зернистый, занозистый.
- Плоскости скольжения {010}
Химические свойства
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37–38 °С, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107 °С вследствие образования «полугидрата»— Ca[SO4] . 1/2 H2O.
В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.
Роза пустыни (сросток пластинчатых кристаллов)
Диагностические признаки
Сходные минералы
Хорошо диагностируется по малой твердости (царапается ногтем) и весьма совершенной спайности. По спайности можно отщеплять тонкие листочки. Листочки гибкие. Похож на ангидрит, но более мягкий и в отличие от него царапается ногтем.
Для кристаллического гипса характерны весьма совершенная спайность по {010} и низкая твердость (царапается ногтем). Плотные мраморовидные агрегаты и волокнистые массы узнаются также по низкой твердости и отсутствию выделения пузырьков CO2 при смачивании HCl.
Сопутствующие минералы. Галит, ангидрит, сера, кальцит.
Происхождение и нахождение
Гипс в природных условиях образуется различными путями.
- В значительных массах он отлагается осадочным путем в озерных морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще невысока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит затем уже другие, более растворимые соли. Следовательно, гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
- Весьма значительные массы гипса возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100–150 м) по реакции: CaSO4 + 2H2O = CaSO4 . 2H2O
При этом происходят сильное увеличение объема (до 30 %) и в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях залегания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гипсовых масс иногда встречаются гнезда крупнокристаллических, нередко прозрачных кристаллов («шпатоватый гипс»).
- В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. Нередко образуется также на известняках под действием на них вод, обогащенных серной кислотой или растворенными сульфатами. Встречается, наконец, в зонах окисления сульфидных месторождений, но не в столь больших количествах, как этого можно было бы ожидать. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев в сульфидных рудах в том или ином количестве присутствуют пирит или пирротин, окисление которых (особенно первого) существенно увеличивает содержание серной кислоты в поверхностных водах. Подкисленные же серной кислотой воды значительно увеличивают растворимость гипса. Поэтому в ряде месторождений гипс более обычен в верхних частях зон первичных руд, где он в трещинах встречается вместе с другими сульфатами.
- Сравнительно редко гипс наблюдается как типичный гидротермальный минерал в сульфидных месторождениях, образовавшихся в условиях низких давлений и температур. В этих месторождениях он иногда наблюдается в виде крупных кристаллов в пустотах и содержит включения халькопирита, пирита, сфалерита и других минералов. Многократно устанавливались псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и других минералов, так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.
Редким примером эндогенного (гидротермального) гипса могут служить прозрачные монокристальные массы, наросшие поверх щеток кристаллов цеолитов в полостях габброидов Талнахского месторождения (Норильская группа, Красноярский край).
Типичный морской химический осадок. По происхождению и нахождению в природе тесно связан с ангидритом. Может образовываться при дегидратации ангидрита. Образуется также в зоне выветривания сульфидов и самородной серы (так называемые гипсовые шляпы). Как и ангидрит, гипс иногда может быть гидротермального происхождения, встречаясь в продуктах фумарольной деятельности.
Месторождения
Осадочные месторождения гипса распространены по всему земному шару и приурочены к отложениям различного возраста. На перечислении их останавливаться не будем. Укажем лишь, что на территории России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарии, Архангельской, Вологодской, Нижегородской и других областях. Многочисленные месторождения позднеюрского возраста устанавливаются на Северном Кавказе, в Дагестане, Туркмении, Таджикистане, Узбекистане и др.
Хорошо известны его месторождения в районе Джирдженти, Сицилия; в Парижском бассейне, Франция; в Северной Германии; в районе Кракова, Польша; в Зальцбурге, Австрия; в Чихуахуа, Мексика; в штатах Нью-Йорк и Мичиган, США; в провинциях Онтарио и Нью-Брансуик (Хилсборо), Канада, и других местах.
Селенит друза кристаллов
Практическое применение
Практическое значение гипса велико, особенно в строительном деле.
- Модельный или лепной (полуобожженный) гипс применяется для получения отливок, гипсовых слепков, лепных украшений карнизов, штукатурки потолков и стен, в хирургии, бумажном производстве при выделке плотных белых сортов бумаги и пр. В строительном деле он употребляется как цемент при кирпичной и каменной кладке, для набивных полов, изготовления кирпичей, плит для подоконников, лестниц и т. п.
- Сырой (природный) гипс находит применение главным образом цементной промышленности в качестве добавки к портландцементу, каменный материал для ваяния статуй, различных поделок (особенно уральский селенит), в производстве красок, эмали, глазури, при металлургической переработке окисленных никелевых руд и др.
Используется в производстве вяжущих строительных минералов (строительный гипс, алебастр – полуобоженный гипс, цемент), в медицине, бумажной промышленности, в качестве удобрения. Селенит применяется как недорогой поделочный камень.
Физические методы исследования
Дифференциальный термический анализ. Теряя воду переходит в ангидрит (дегидратация).
Дегидратация гипса происходит постепенно; сначала он превращается в полугидрат Ca [SO4] *0,5Н2О, затем в растворимый ангидрит y-Ca[S04], далее в нерастворимый ангидрит (i-Ca [S04] и, наконец, при температуре выше 1500° в вероятную модификацию <x-Ca[S04]. Метастабильный y-Ca[S04] получается при температуре 100° в виде гексагонально-трапецеэдрической модификации (С622), n0 = 1,501, nе = 1,546, уд. в. 2,58. При 150° он превращается в (i-CalSOJ (обычный ангидрит).
При нагревании в условиях атмосферного внешнего давления, как показывают термограммы, гипс начинает терять воду при 80–90 °С, и при температурах 120–140 °С полностью переходит в полугидрат, так называемый модельный, или штукатурный, гипс (алебастр). Этот полугидрат, замешанный с водой в полужидкое тесто, вскоре твердеет, расширяясь и выделяя тепло.
Главные линии на рентгенограммах: 4,29(10) — 3,06(6) — 2,87 (7) — 2,68(6) – 2,07(6) – 1,79(5).
Старинные методы. Под паяльной трубкой теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени дает CaS.
Источник