Сульфидные минералы. Кристаллохимия, парагенезис, систематика

Новая книга известного болгарского минералога академика И.Костова и И.Минчевой-Стефановой посвящена важному классу минералов — сульфидам и их аналогам (арсениды, селениды, теллуриды и т. п.). Детально рассмотрены кри-сталлохимические особенности сульфидов, изложены оригинальные представления об их образовании и ассоциациях и на этой основе предложена классификация сульфидов. Табличное приложение к книге содержит важнейшие химические и кристаллохимические данные 515 минеральных видов.

Для минералогов, геохимиков, кристаллохимиков, специалистов по изучению рудных месторождений и технологии минерального сырья, преподавателей, аспирантов и студентов геологических вузов.

Авторы весьма польщены тем, что их коллеги из Советского Союза сочли данную книгу достойной перевода на русский язык. Отдавая себе отчет в высоком уровне проводимых в СССР исследований в области минералогии сульфидов, авторы воспринимают оказанную им честь с вполне понятным волнением и с надеждой, что содержание книги оправдает доверие, оказанное авторам учеными СССР.Хотя данная книга появилась в печати всего лишь год назад, в ней уже сейчас можно обнаружить несколько устаревшие данные по тому или иному вопросу. Поэтому мы сочли необходимым при подготовке русского издания внести отдельные исправления, заполнить некоторые пробелы, а также дополнить список природных сульфидов вновь открытыми минералами. В своей основе, однако, книга осталась такой же, какой она была опубликована издательством Болгарской Академии наук в Софии. Авторы тем не менее осознают, что даже и в настоящем виде книга не будет лишена отдельных противоречий, пропусков и ошибок. Они будут весьма благодарны за все доведенные до их сведения замечания.Мы пользуемся случаем выразить свою признательность А. Д. Генкину из ИГЕМ АН СССР и В. Б. Александрову из ИМГРЭ МинГео СССР не только за выполненный ими перевод, но и за предложенные исправления текста книги. настоящее время число сульфидных минералов, включая близкие к ним виды и некоторые сульфиды, не получившие еще названия, достигает приблизительно 500. Их значение как важнейших рудных минералов известно с древнейших времен, и мы не будем на этом останавливаться. В наше время многие из сульфидов имеют и другие области применения — как диамагнитные, парамагнитные и антиферромагнитные полупроводники, оптически активные кристаллы и т. п. Этим объясняется большое число исследований, выполненных в течение последних десятилетий и посвященных как собственно природным сульфидным минералам, так и их искусственно полученным аналогам.Объем материала, посвященного изучению сульфидов, огромен и не поддается обобщению, так как рассредоточен по многочисленным работам в самых разных областях науки — минералогии, петрографии, экономики месторождений полезных ископаемых, химии, физической химии, физики твердого тела, металлургии и т. д. Возможно, именно поэтому известно лишь небольшое число публикаций, где проводились бы обобщения тех или иных проблем, связанных с сульфидами в целом. Здесь следует отметить недавно вышедшую и весьма исчерпывающую книгу Вогана и Крейга [19], посвященную в основном проблемам физики и физической химии сульфидов, но содержащую в то же время некоторые данные о свойствах сульфидов, их термохимии и фазовых равновесиях. В этой книге кратко рассмотрены также и вопросы методики исследования. Недостатком этой прекрасной в целом работы является отсутствие данных по природным сульфосолям и подобным им соединениям, составляющим приблизительно половину всех сульфидов и производных от них соединений. До выхода этой книги Американским минералогическим обществом был опубликован обзор в форме кратких заметок по минералогии сульфидов  (Ribbe P. Н., 1974), написанный в очень сжатой форме.Следовало попытаться собрать воедино данные по кристаллохимии и парагенетическим трендам сульфидов и родственных им минералов и разработать по возможности более естественную их систематику. С этой целью был предпринят сравнительный анализ кристаллических структур и связанных с ними данных об этих минералах, диаграмм природных фазовых отношений, выявленных при изучении природных ассоциаций и систем искусственных соединений. Таким образом, если книга Вогана и Крейга прежде всего предназначалась для исследователей в области физики твердого тела и физической химии, то предлагаемая нами работа должна быть полезна специалистам по геологическим наукам, особенно минералогам, геохимикам, петрологам, исследователям рудных месторождений, и ученым, работающим в смежных областях науки, а также для студентов. Из-за того, что нам пришлось иметь дело с обширным материалом, в книге, несомненно, остались некоторые упущения; авторы с благодарностью воспримут соответствующие замечания. В конце монографии приведен очень большой список литературы, из которой читатель может почерпнуть сведения по истории исследования рассматриваемых минералов и более подробные данные о самих минералах.Авторы хотели бы выразить свою признательность за любезно предоставленные прекрасные фотографии, иллюстрирующие наиболее интересные особенности сульфидных минералов, проф. П. Рамдору и проф. Г. Моху из Гейдельбергского университета, проф. В. Туфару из Марбургского университета (ФРГ), А. Д. Генкину и Н. Н. Мозговой из Института геологии рудных месторождений, минералогии и геохимии Академии наук СССР в Москве, Н. С. Рудашевскому из института «Гип-роникель» в Ленинграде, проф. Сугаки из университета Тохоку (Сендай, Япония), д-ру Г. Тишендорфу из Геологической комиссии ГДР, проф. X. Т. Папунену из университета Турку (Финляндия), проф. И. С. Оену из Амстердамского университета и д-ру Е. Маковицкому из Копенгагенского университета. Авторы благодарят Американское минералогическое общество и издательства Economic Geology Publishing Company, Sprin-ger-Verlag, Heidelberg, E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhand-lung (Nagele und Obermiller), Stuttgart, VEB Gustav Fischer Verlag, Jena, за разрешение использовать в данной книге ряд рисунков с соответствующими ссылками. Такие ссылки отсутствуют лишь для широко известных рисунков, а также в случае внесенных нами значительных изменений или для оригинальных фигур. Авторы благодарят также проф. X. Штрунца из Технического университета в Западном Берлине, академика АН УССР проф. А. А. Поваренных, проф. Дж. Р. Крейга из Университета штата Виргиния, США, проф. И. Сунагава из университета Тохоку и д-ра А. Като из Музея естественных наук в Токио за полезные обсуждения, критические замечания и ценные предложения. Мы весьма обязаны также всем нашим коллегам по работе, особенно проф. В. Новацкому, которые любезно предоставили оригиналы иллюстраций, а также Д. Даска-ловой, Е. Михневой, С. Антоновой и Л. Пановой за техническую помощь. За критический просмотр текста авторы благодарят также Е. Паунову и Н. Чакалову. Кроме того, авторы признательны Издательству Болгарской Академии наук за прекрасное техническое оформление книги.Название данной монографии «Сульфидные минералы» следует понимать в самом широком смысле, так как в нее включены сведения о таких сходных с сульфидами соединениях, как селе-ниды, теллуриды, антимониды, арсениды и висмутиды, а также природные сульфосоли (сульфоселениды, сульфоантимониды и сульфовисмутиды). Кроме того, в ней рассматриваются и некоторые оксисульфиды и гидрооксисульфиды, а также отдельные хлорсодержащие соединения. Как уже упоминалось, в книге описано около 500 самостоятельных соединений, большая часть которых образована металлами, полуметаллами и неметаллами, а именно группы Pt-Pd, Ni-Fe, Ag-Au-Cu, Hg, Bi-Sb-As и Te-Se-S, класс самородных элементов, а также некоторые интерметаллические соединения. Минералы самородные элементы связаны с классом сульфидов интерметаллическими соединениями, многие из которых введены в данную книгу для удобства изложения и для того, чтобы избежать слишком громоздких классификационных построений.Среди названных веществ подавляющее большинство составляют соединения Ni, Со и Fe, затем Си, Ag и РЬ и, наконец, таких металлов, как Hg, Tl, Sn, Mo, Zn, Mn, W, V и других, входящих в состав лишь ограниченного числа рассматриваемых минералов. Количество минералов, содержащих металлы группы платины, также довольно значительно. Здесь заметна тенденция к образованию соединений преимущественно с полуметаллами, главным образом с As, в меньшей степени с Sb и Bi, а также с Те, в то время как для большой группы других сульфидных минералов, содержащих в качестве основных катионов Ni, Co и Fe, характерно обогащение в первую очередь серой, затем мышьяком; сравнительно часто встречается селен. Соединения с медью, а особенно с серебром и золотом чаще всего содержат в качестве одного из главных компонентов Те. В случае когда сульфидные минералы образуются в условиях повышенного окислительного потенциала, кислород может входить в решетку, начиная от незначительных примесей и вплоть до образования сравнительно редко встречающихся истинных оксисульфидов   (например, сарабауит Ca(SbO)i0S6). Принимая во внимание сродство элементов к мышьяку, теллуру, селену и сере (тиофильность), а также парагенетические тренды рассматриваемых минералов в природных условиях, один из авторов [66] этой книги предложил схему классификации минералов, основанную как на кристаллохимии, так и на геохимическом поведении соответствующих элементов. Однако с тех пор было получено не только много новых данных по кристаллохимии этих соединений и условиям их образования, но и само число известных соединений более чем удвоилось. Необходимо было учесть если не всю, то хотя бы большую часть новой информации. Это привело к уточнению предложенной ранее схемы и воплощению в ней новых идей, связанных с систематикой этих минералов, столь различных по составу и структуре. Прежде всего следовало попытаться навести порядок во всем многообразии структурных схем, а также учесть результаты экспериментальных исследований сульфидных систем, близких к природным. Эти два аспекта — кристаллохимию и парагенетические тренды — мы рассматриваем как определяющие при систематике сульфидных минералов; столь же важны эти аспекты и для геологов. Мы надеемся, что новые принципы, развиваемые в данной монографии, помогут ученым-геологам лучше представить себе процесс кристаллизации того или иного сульфидного минерала в определенной природной ассоциации и геологической обстановке. В следующих разделах книги эти два аспекта излагаются в систематической форме с тем, чтобы в конце монографии использовать их для общей систематики сульфидных минералов.