РАЗДЕЛЕНИЕ В ТЯЖЕЛЫХ ЖИДКОСТЯХ И РАСПЛАВАХ

2.5 РАЗДЕЛЕНИЕ В ТЯЖЕЛЫХ ЖИДКОСТЯХ И РАСПЛАВАХ.

За электромагнитной сепарацией следует разделение в тяжелых жидкостях или расплавах.

Разделению в тяжелых жидкостях обычно подвергают неэлектромагнитную фракцию, так как она, как правило, засорена легкими минералами (с уд. весом меньше 2,9), что затрудняет проведение минералогического анализа. Большей

частью легкие минералы не представляют интереса при анализе шлихов.

Наиболее употребительные жидкости-бромоформ и жидкость Туле. Бромоформ представляет собой органическое соединение с удельным весом 2,8-2,9. Жидкость Туле - водный раствор двойной соли HgI2 2KI с уд. весом 3,17-3,19. Для работы более удобен бромоформ, так как он по сравнению с жидкостью Туле более подвижен и разделение в нем происходит быстрее и чище. Жидкость Туле становится более подвижной, если разбавить ее водой и довести ее уд. вес до 2,9 .

В некоторых случаях для разделения применяются легкоплавкие соли. Наиболее употребительно из них азотнокислая закисная соль ртути HgNO3 H2O с температурой плавления 70 градусов и удельным весом расплава 4,3-4,1 и ниже в зависимости от содержания в соли воды.

При разделении в тяжелой среде получаем две фракции: легкую и тяжелую. В зависимости от того, какая разделяется фракция - электромагнитная или неэлектромагнитная, получаем тяжелую и легкую электромагнитные и неэлектромагнитные фракции. Обычно по удельному весу разделяют неэлектромагнитную фракцию.

При разделении бромоформом в легкую фракцию уходят все минералы, которые имеют удельный вес меньше 2,9: кварц, полевые шпаты, цеолиты, неокрашенные слюды и др. А также в тяжелой фракции концентрируются рудные минералы, в частности содержащие благородные и редкие металлы.

Разделение бромоформом, так же как и другими тяжелыми жидкостями, производится следующим образом. В стеклянную делительную воронку с притертым краном или в простую химическую воронку с резиновой трубкой и зажимами наливают бромоформ. Удобнее употреблять простую химическую воронку диаметром около 8-10 см, на конец которой надета резиновая трубка диаметром 1 см. Перед тем как налить в воронку бромоформ, конец резиновой трубки закрывают зажимом. В воронку с бромоформом засыпают пробу и тщательно перемешивают тонкой стеклянной палочкой; минеральные зерна, приставшие к палочке, смывают бромоформом обратно в воронку. Все минералы с удельным весом выше, чем у бромоформа, падают в нижнюю часть резиновой трубки, образуя тяжелую фракцию; а минералы с удельным весом ниже бромоформа всплывают в нем, образуя легкую фракцию; минералы с удельным весом, равным удельному весу бромоформа, будут находиться во взвешенном состоянии.

Установив момент окончательного разделения по удельному весу минералов в данной жидкости, зажимают резиновую трубку вторым зажимом выше положения столбика тяжелой фракции. После этого открывают первый зажим, закрывающий самую нижнюю часть трубки, и бромоформ с тяжелой фракцией выливают в небольшой химический стаканчик или фарфоровую чашечку. Бромоформ из стаканчика с тяжелой фракцией сливают осторожно опять в воронку таким образом, чтобы зерна минералов тяжелой фракции не попали в легкую фракцию.

2.6 МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.

После разделения шлиха на фракции, последние подвергают минералогическому анализу, который состоит в просмотре их под бинокуляром.

Шлиховой материал обычно представлен мелкими минеральными частицами, трудно определимыми невооруженным глазом. Поэтому при исследовании шлихов необходимо применение бинокуляра с большими увеличениями. Следует отметить также, что под бинокуляром возможно исследовать лишь материал, крупностью не меньше 0,01 мм, так как минеральные частицы меньшего размера трудно извлекать в виде отдельных зерен для определения физических свойств и оптической и химической проверки минералов.

Под бинокуляром минералы определяют по внешнему виду, физическим и химическим свойствам: форме зерен, габитусу кристаллов, характеру кристаллических граней, осколков, излома, спаянности, штриховке, прозрачности, блеску, цвету, твердости и растворимости в кислотах.

Просмотр под бинокуляром проводят при электрическом свете. При отсутствии электричества можно работать при дневном свете в хорошо освещенном солнцем помещении. При наблюдениях употребляют бесцветные или белые плоские стекла размером 9 на 12см.

Стекло помещают под объективом бинокуляра на столике. Высота подставки зависит от фокусного расстояния объектива. Исследуемый материал высыпают на стекло в виде вытянутой полоски и перебирают иглой или тонким лезвием бритвы. По мере просмотра материала стекло постепенно передвигают по направлению полоски. Зерна, не поддающиеся определению по внешнему виду или нуждающиеся в проверке, извлекают и переносят на предметное стекло размером 2 на 4см при помощи слегка увлажненной иглы или пинцета с тонкими концами для определения или проверки оптическими и химическими методами.

При определении минералов под бинокуляром большое значение имеет форма зерен. По характеру поверхности граней различают кристаллы гладкие, ямчатые, штрихованные и ступенчатые. По габитусу различают кристаллы призматические, столбчатые, таблитчатые, дощатые, пластинчатые и изометричные.

При просмотре шлихов важно учитывать степень окатанности зерен. В этом отношении можно грубо различать слабо окатанные, средне окатанные и сильно окатанные зерна. В слабо окатанных зернах немного сглажены неровности излома или, при сохранившихся кристаллах, частично сглажены ребра и вершины. В средне окатанных зернах исчезают выступы неровностей излома и остаются небольшие углубления, в кристаллах исчезают полностью ребра и вершины, но формы граней еще не нарушены. Поверхность в сильно окатанных зернах совершенно гладкая: здесь отсутствуют и выступы и углубления. В сильно окатанных кристаллах полностью исчезают грани, и минералы призматического облика принимают яйцевидную удлиненную форму, а минералы изометричного габитуса- округлую.

Наличие спайности у минералов устанавливают под бинокуляром по пластинчатой форме осколков и ступенчатым сколам на таблитчатых пластинках.

Прозрачность минерала устанавливают в ненарушенных зернах по их просвечиванию или по характеру порошка. У прозрачных минералов порошок обычно белый или светлоокрашенный в различные оттенки, которые зависят от густоты и характера окраски минерала. Следует учитывать также, что темноокрашенные прозрачные минералы в крупных зернах не всегда просвечивают, а раздробленные в порошок не так сильно окрашены и просвечивают лучше.

Электромагнитная фракция содержит как прозрачные, так и непрозрачные минералы. Магнитная фракция представлена исключительно непрозрачными рудными минералами.

Блеск в мелких зернах также лучше наблюдать под бинокуляром. По этому признаку различают минералы с металлическим, полуметаллическим или металловидным, алмазным, жирным, смолистым и стеклянным блеском. Минералы магнитной фракции имеют металлический блеск. В электромагнитную и тяжелую неэлектромагнитную фракции входят минералы с металлическим, стеклянным, алмазным блеском и др. Минералы легкой фракции обладают преимущественно стеклянным или перламутровым блеском.

При определении цвета минерала различают окраску, свойственную самому минералу, и окраску, связанную с загрязнением, т.е. окраску налетов и пленок, например, пленок гидроокислов железа и марганца.

Твердость определяют для мелких минеральных зерен, прочерчивая зернами по стеклянной пластинке или по пластинкам минералов набора по шкале Мооса. Обычно для этой цели пользуются предметным стеклом, на которое помещают испытуемое зерно.

Твердость определяют также, раздавливая минеральные зерна на предметном стекле стеклянной палочкой или плоской частью пинцета.

Под бинокуляром проверяют, наконец, результаты взаимодействия минералов с химическими реактивами: растворение и получение пленочных реакций.

3. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЛЯЖЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Минералогический анализ показал, что морские пляжевые отложения Таманского полуострова по минеральному составу можно разделить на три основных типа:

1. Гранат-магнетитовые пески

2. Кварцевые пески

3. Морская ракушка

Основным минералом гранат-магнетитового песка является гранат-альмандин, содержание которого колеблется от 70% до 82%. От 20% до 30% составляют зерна магнетита, кварца, циркона, хромита, ильменита, гематита, амфибола. В незначительном количестве так же встречаются включения рутила и турмалина (в кварце). Напротив же, в кварцевых песках содержание минералов магнитной и электромагнитной фракций ничтожно мало, около 10%. Основную массу составляют зерна кварца и ракушечный детрит. Морская ракушка встречается в больших количествах по берегам Азовского моря и его лиманов.

В гранат-магнетитовых песках магнитная фракция представлена магнетитом. Ее содержание колеблется от 14% до 20%. Содержание электромагнитной фракции в этих песках - 70%-72%, она в свою очередь представлена гранатом, гематитом, амфиболом, хромитом и ильменитом. Все зерна преимущественно окатанные. Тяжелая фракция представлена цирконом, содержание которого довольно низкое, от 3% до 5%. Зерна циркона имеют полуокатанную и полуугловатую форму. Наконец, легкая фракция, представлена кварцем и обломками органического СаСО3. Ее содержание в песках этого типа от 7% до 10%. Следует отметить, что все зерна имеют размер 0,18-0,28 мм, редкие зерна достигают размера 0,3-0,35 мм, и, лишь, зерна кварца имеют более крупные размеры - 0,5-0,75 мм. В целом пески хорошо отсортированы, благодаря волноприбойной деятельности Черного моря. Пески этого типа имеют не очень широкое распространение на Таманском полуострове, и расположены в юго-западной части района, от мыса Железный Рог до озера Соленое. Гранатовый пляж прослеживается на протяжении 8 км, в ширину достигает 20-30 м, при мощности песков от 0,1 до 0,4 м.

Юго-восточнее, от озера Соленое до города Анапа, пляж сложен кварцевыми песками. Содержание легкой фракции, представленной здесь кварцем и раковинным детритом, достигает 90%. Зерна преимущественно окатанные и полуокатанные, хорошо отсортированные. В зернах кварца часто встречаются, так называемые, минералы «узники», т. е. включения, представленные турмалином и рутилом. Электромагнитная фракция представлена гранатами, амфиболами, гематитом, ильменитом и хромитом, и имеет содержание от 5% до 7%. Зерна преимущественно окатанные. Магнитная и тяжелая фракции содержатся в ничтожно малых количествах, и, представлены магнетитом и цирконом соответственно.

Профили, пройденные на побережье Азовского моря не вошли в вышеприведенные таблицы, так как минеральный состав этих отложений не отличается особым разнообразием. Пляжевые отложения тех районов почти на 100% состоят из раковинного детрита, и не представляют интереса при минералогическом анализе.