Распространенные минералы

КАССИТЕРИТ. РУДА ОЛОВА

Наверное, не каждому известно название этого минерала. А ведь именно он примерно 5000 лет назад произвел революцию в истории человечества, положив начало бронзовому веку. Касситерит — главная руда олова, его основной и практически единственный промышленный источник, почти на 80% состоящий из этого металла. Соединяясь с медью, олово дает один из самых нужных и востребованных сплавов — бронзу.

Термин «касситерит» имеет греческое происхождение («касситерос» — олово). А латинское название этого металла (stannum) восходит к санскритскому «стхаван» — прочно. Синонимы: камень оловянный, гранат оловянный, силезит (в честь президента Боливии Е. Сайлза), станнолит, теннмальм, шпат оловянный, стромцин. Скрытокристаллическая яшмовидная разновидность известна как «деревянистое олово».

Состав: простой оксид олова — SnO2. Теоретическое содержание Sn — 78,77%. Практически постоянно присутствуют незначительные количества Fe, Ta, Nb, Ti, Mn, а спектральными анализами в касситеритах устанавливаются примеси десятков химических элементов. При этом содержание элементов-примесей может быть различно в отдельных кристаллах из одного и того же месторождения и даже в отдельных зонах одного кристалла.

• — Sn ○ — O

Сингония: тетрагональная. Относится к группе рутила (TiO2). Кристаллическая структура минералов этой группы представляет собой один из характерных типов простых структур. В касситерите атомы олова расположены в вершинах и в центре элементарной ячейки. Каждый из них окружен шестью атомами кислорода, образующими чуть искаженный правильный октаэдр.

Обычно касситерит образует зернистые и скрытокристаллические агрегаты, вкрапления неправильной формы; реже наблюдаются гроздевидные и сферолитовые формы, сплошные массы также редки. Часто встречается и в виде хорошо сформированных кристаллов, облик которых зависит от условий образования: высокотемпературные — дипирамидальные; образовавшиеся при сравнительно низких температурах — игольчатые или пирамидально-призматические с различным соотношением граней призм и пирамид.

На гранях часто наблюдается штриховка; также характерны вицинали, ступенчатость, углубления различной формы. Размер кристалов обычно не превышает 1 — 2 см, изредка встречаются индивиды до 10 — 12 см в поперечнике и весом до нескольких килограммов. Обычны двойники срастания и прорастания, четверники и более сложные комплексные формы. Известны срастания с тапиолитом, колумбитом и другими минералами.

Окраска касситерита обусловлена примесями и очень разнообразна: от бесцветной до бурой, коричневой различных оттенков и почти черной; реже — белая, желтая, серая, оранжевая, красная, зеленая. Бесцветные кристаллы совершенно прозрачны (химически чистый SnO2 бесцветен), а черные разности не просвечивают даже в тонких сколах. Очень эффектно смотрится ярко-красный касситерит, называемый еще рубиновым оловом. В окрашенных кристаллах обычно есть бесцветные зоны. Окраска распределена неравномерно по зонам роста, вицинальным граням, вдоль ребер кристаллов.

Касситерит; размер кристалла около 1,5 см. Мерек, Хабаровский край, Россия. © Wendell Wilson

Черта: от серовато-белой до желтоватой и темно-бурой. Блеск: от матового до алмазного; на изломе обычно жирный, иногда металлический. Анизотропен. Показатели преломления: 1,99 — 2,09.

Хрупкий. Излом: неровный, близкий к раковистому. Несовершенная спайность в двух направлениях. Твердость: 6 — 7. Средний удельный вес: 6,9 г/см3. Теоретически касситерит является полупроводником, но его электрические свойства очень непостоянны и зависят от примесей. Немагнитен, за исключением разновидностей с высоким содержанием железа.

Под паяльной трубкой не плавится (t плавления ~ 1625°C). Растворяется в горячей концентрированной H2SO4; на другие кислоты не реагирует. В автоклаве при t ~ 300°C нацело растворяется в растворах KOH или NaOH при определенной концентрации щелочи.

Касситерит образуется в самых различных геологических условиях: от магматических до гипергенных. Его месторождения генетически связаны с «оловоносными» гранитами и другими изверженными породами с высоким содержанием кремнезема.

Наибольшее промышленное значение имеют месторождения касситерита сульфидной формации. В них он обычно ассоциирует с хлоритами, карбонатами, кварцем, а также с пирротином, галенитом, сфалеритом, халькопиритом, станнином и многими другими простыми и сложными сульфидами. Часто содержит микровключения минералов ряда колумбит-танталит, вольфрамита, рутила, тапиолита. Как очень устойчивый минерал, касситерит накапливается в россыпях. Изредка образуется в результате окисления сернистых соединений олова.

Касситерит; размер образца около 4,5 см; Моравия, Чехия. © Wendell Wilson

В пустотах миароловых пегматитов касситерит обычно встречается совместно с кварцем, мусковитом, альбитом, топазом, турмалином. Месторождения этого типа редко имеют практическое значение, зато именно в них добывают самые красивые коллекционные кристаллы и друзы.

В России крупные месторождения касситерита расположены, главным образом, в Забайкалье и Северо-Восточной Сибири — Завитинское и Ононское в бассейне рек Шилка и Онон, Хапчерангинское на востоке Забайкалья. Также встречается на юге Карелии (Питкяранта), в районе Енисейского кряжа, в Приморском крае (Кавалеровский рудный р-н, м-ние Восток 2), Саха-Якутии (Яно-Адычанский оловорудный район), Хабаровском крае (хр. Малый Хинган), а также в Магаданской области — Бутугычагское и Северное м-ния, где в послевоенные годы олово добывали заключенные сталинских лагерей.

Кристаллы ювелирного качества размером до 10 см находили на Чукотке, где в 1937 году было открыто одно из крупнейших в мире полиметаллических месторождений — Иультин. С 1959 года здесь функционировал горно-обогатительный комбинат, откуда в немалых объемах поступали олово, вольфрам и молибден. Однако в 1990-х здешний ГОК стал предприятием нерентабельным и был успешно упразднен (вместе с самим поселком Иультин). Впрочем, подобных месторождений (богатейших и не очень), с развитием рыночной экономики почему-то превратившихся в убыточные, на севере России хоть пруд пруди.

В южной части Англии, на полуострове Корнуолл есть месторождение касситерита, известное с античных времен. Древние римляне называли его Касситеридес. Здесь только на протяжении XIX столетия было добыто порядка 2 млн тонн оловянной руды. К числу основных стран-добытчиков олова в Европе, можно также отнести Германию, Португалию, Испанию, Францию и Чехию.

Крупные, пригодные для огранки кристаллы находят в Нигерии, Д. Р. Конго, Намибии, Бразилии, Боливии. Касситерит ювелирного качества добывается из россыпей Малайзии и Таиланда. На о-ве Баффинова Земля (Канада) находили прозрачные кристаллы, из которых получали ограненные камни весом до 24 карат. Крупные месторождения есть в Восточном Казахстане (Калбинский хребет), Китае, Индии, США, Австралии.

Редкие прозрачные кристаллы касситерита подвергают коллекционной огранке. Вес ограненных камней не превышает 25 карат. Этот минерал не чувствителен к нагреву, но исключительно вязок и пилится с большим трудом. Кристаллы обычно прозрачны только в наружных слоях и для того чтобы найти прозрачные участки, параллельно граням срезают пластины (из-за темных внутренних зон весь кристалл кажется непрозрачным). Лучший ограночный материал поступает из Боливии.

Полируется касситерит также с большим трудом, за исключением скрытокристаллических разновидностей (деревянистое олово), которые неплохо обрабатываются, что позволяет использовать их в качестве поделочного камня, известного как «жабий глаз».

Формой кристаллов и окраской касситерит похож на рутил и циркон, от которых отличается более высоким удельным весом и показателями преломления. Если поместить зерно касситерита на предварительно подогретую цинковую пластину и капнуть на него соляной кислотой, то через короткое время, под воздействием бурно выделяющегося водорода, поверхность минерала покроется блестящим налетом металлического олова. Это, так называемое «оловянное зеркало» является вполне надежным диагностическим признаком минерала.

Касситерит = олово, а олово — это бронза, баббит, сплавы титана, белая жесть, припой в электронике и многое, многое другое. И в нашу эпоху, как и тысячи лет назад, касситерит по-прежнему исключительно важен для человека.