Редкие камни

КОЛУМБИТ — ТАНТАЛИТ.

Колумбит и танталит — минералы переменного состава; сложные оксиды, образующие между собой ряды непрерывной смесимости. Используются как руда ниобия и тантала.

Происхождение термина «колумбит» обычно связывают со старинным поэтичным названием Америки. В 1801 году английский химик Ч. Хэтчетт исследовал образцы минерала из шт. Массачусетс (США) и обнаружил в них доселе неизвестный металл, назвав его «колумбий». Позднее новый хим. элемент был переименован в «ниобий», а минерал так и остался колумбитом.

В 1844 немецкий химик Г. Розе установил что «колумбий» в составе некоторых образцов на самом деле представляет собой смесь двух различных металлов — ниобия и тантала. Несмотря на то что атомная масса Ta (180,9) чуть ли не вдвое выше чем у Nb (92,9), в химическом отношении эти элементы очень похожи: их ионные радиусы равны, поэтому они «совершенно» изоморфны, т. е. неограниченно замещают друг друга, образуя твердые растворы.

Термин «ниобий» происходит от имени дочери мифологического Тантала — Ниобы. Предлагая его, Розе как бы подчеркивал сходство ниобия и тантала. Однако это название окончательно получило международный приоритет только в 1949 году (после столетних споров). В американских источниках ниобий по-прежнему нередко называют колумбием, а один из синонимов минерала колумбита — ниобит.

Колумбит. Южный Урал. Фото С. Колисниченко.

В наше время в группу «колумбит — танталит» включают ряд сложных оксидов с упрощенной общей формулой — (Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6. Класс: титано-тантало-ниобаты. Сингония ромбическая. Если в составе минерала доминирует ниобий, его называют колумбитом, а если тантал — танталитом. Суммарное содержание Nb2O5 и Ta2O5 — от 79 до 86%, на долю FeO и MnO соответственно приходится от 14 до 21%.

Различают ряд промежуточных разновидностей: железистые, марганцовистые, магниевые, а также вольфрамистые (до 13% WO3) и титанистые (до 10% TiO2). Другие общие примеси: олово, скандий, цирконий, уран.

Кристаллы колумбитов и танталитов таблитчатые и призматические, реже игольчатые или пирамидальные. Окраска: у железистых разновидностей черная, темно-бурая; у Mn-содержащих — красная, иногда желтовато-бурая. В той же зависимости от состава варьирует и цвет черты: от черной до вишнево-красной.

Обычно непрозрачны; изредка встречаются просвечивающие красные кристаллы танталита-(Mn). Блеск полуметаллический. Хрупкие. Излом неровный, раковистый. Спайность совершенная в одном направлении — параллельно уплощению, менее ясная — по длине призмы. Твердость: 6-6,5. В кислотах не растворяются.

Ферротанталит; высота кристалла — около 2 см; Минас-Жерайс, Бразилия. © Wendell Wilson

Колумбит и танталит резко отличаются по удельному весу: у первого — 5,4 г/см3, а у второго — 8,2 г/см3. Промежуточные разновидности ряда строго подчиняются правилу аддитивности (объем всего тела равен сумме объемов составляющих его частей), что позволяет по плотности определить соотношение Nb и Ta с точностью до 5 — 7%.

Распространены достаточно широко. Происхождение самое различное: эндогенное, высокотемпературное гидротермальное, метасоматическое. Встречаются в щелочных гранитах и сиенитах, пегматитах, гидротермальных жилах. Накапливаются в россыпях. Среди сопутствующих минералов в изверженных породах — микроклин, титанит, эгирин; в альбитизированных гранитах — амазонит, лепидолит, пирохлор и микролит; в пегматитах — берилл, монацит, мусковит, турмалин; в россыпных месторождениях часто ассоциируют с ильменитом.

Колумбит и танталит — одни из самых важных минералов ниобия и тантала. В России добываются на Кольском полуострове (Вороньи Тундры), Южном Урале (Вишневые и Ильменские горы), в Сибири (Восточный Саян), Забайкальском крае, на Дальнем Востоке.

Колумбит — танталит; высота кристалла — около 4,5 см; Светлинский пегматитовый карьер, Южный Урал. Фото: Н. Беленков.

Значимые месторождения есть в Норвегии, Франции, Нигерии, США (Южная Дакота). Прекрасные, хорошо сформированные кристаллы находят на юге Гренландии (Инвигтут).

Минералы ряда колумбит — танталит можно определить по цвету (как самих кристаллов, так и черты), удельному весу, полуметаллическому блеску. Похожи на черный турмалин (шерл), вольфрамит, алланит (ортит), ильменит, а также на тантало-ниобаты редкоземельных элементов.

Черный турмалин отличается резко выраженной вертикальной штриховкой на гранях, светлой чертой, стеклянным блеском, значительно более низким удельным весом (~ 3 г/см3); вольфрамит — характером спайности и меньшей твердостью; ильменит и алланит — низкой плотностью, отсутствием спайности, а последний из них также серовато-белой чертой. Тантало-ниобаты РЗЭ (самарскит, эвксенит, экшинит и др.) от минералов ряда колумбит — танталит визуально практически неотличимы. Для точного определения используются специальные микрохимические анализы и спектральные исследования.