Магнезит

Синонимы: магнезиальный шпат.

Магнезит назван по месту находки у города Магнезия — область в Фессалии (Греция). Минерал известен с глубокой древности.

Содержание

• Химический состав
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства
• Диагностические признаки
• Происхождение минерала
• Месторождения
• Практическое применение
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
• Купить магнезит

 

Формула магнезита

MgCO₃

Химический состав

MgO 47.6%, СO₂ 52.4%. Из изоморфных примесей наиболее часто устанавливается Fe, иногда Mn, Са. Магний может частично замещаться железом, и магнезит, таким образом, постепенно переходит в сидерит. Крук выделил следующие промежуточные типы магнезита: брейнерит (breunnerite) 95 - 70% MgCO₃, мезитит 70-50% MgCO₃, пистомезитит 50-30% MgCO₃, сидероплезит 30 - 5% MgCO₃; остальное во всех случаях приходится на FeCO₃.  Механическими примесями, особенно в метаколлоидных образованиях, являются: SiO₂ в виде опала или халцедона (до нескольких процентов), Аl₂O₃ в виде глинистого вещества, Н₂O, иногда доломит (с ним, очевидно, связано содержание СаО в магнезитовых массах).

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Тригональная

Класс дитригонально-скаленоэдрический. L³3L²3PC.

 

Кристаллическая структура

 

Главные формы:

Кристаллическая структура аналогична структуре кальцита.

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов обычно ромбоэдрический или призматический.

Полисинтетические  двойники отсутствуют.

Агрегаты. Чаще распространен в виде крупнозернистых агрегатов. Для месторождения выветривания чрезвычайно характерны фарфоровидные метаколлоидные массы, нередко напоминающие по своей форме цветную капусту.

Физические свойства

Оптические

• Цвет магнезита белый с желтоватым или сероватым оттенком, иногда снежно-белый.
• Черта белая.
• Блеск стеклянный, матовый.

Механические

• Твердость 4—4.5 (у фарфоровидных разновидностей до 7).
• Плотность 2.9—3.1.
• Спайность совершенная по ромбоэдру.
• Излом зернистый, для плотных метаколлоидных фарфоровидных разностей характерен раковистый излом.
• Хрупок.

Химические свойства

Растворимость MgCO₃ в воде несколько выше, чем для кальцита. При обыкновенной температуре и атмосферном давлении в чистой воде она не превышает 80 мг/л, но в виде бикарбоната Mg[HCO₃]₂ растворимость исключительно высока: при Р_CO2,- равном 1 ат, и При 18° она достигает 25 800 мг/л, т. е. в 23 раза выше, чем растворимость при этих же условиях бикарбоната кальция. При Р_CO2 равном 56 ат, она возрастает до 74900 мг/л. Характерно, что при нагревании она столь же резко падает: при температуре 100° и том же Р_CO2 равном 1 ат, она меньше 100 мг/л.

Важно подчеркнуть также то обстоятельство, что из раствора бикарбоната магния при понижении Р_CO2 или повышении t не удается получить осадок нормальной соли MgCO₃, а всегда тригидрат— MgCO₃ • 3H₂O, часто в смеси с основными водными карбонатами магния (вследствие явно выраженной склонности ионов Mg²⁺ к образованию комплексов с Н₂O). С течением времени эти водные соли способны превращаться в безводный нормальный карбонат магния (в условиях пониженной упругости водяного пара). Установлено также, что выпадение тригидрата карбоната магния в осадок резко возрастает с увеличением щелочности раствора (при рН>8).

В кислотах растворяется лишь при нагревании. Капля соляной кислоты на холоду не "вскипает". Лишь в тонкозернистых агрегатах, как это характерно и для других труднее растворимых карбонатов (доломита, сидерита и пр.), пузырьки СO₂ выделяются спустя некоторое время. В горячих кислотах растворяется.

Прочие свойства

Теплота образования:    MgO+CO₂ = MgCO₃+27 240 кал.

Диссоциация MgCO₃ при прокаливании в атмосфере воздуха наступает при температуре 525° (по кривым нагревания 600— 690°). При повышенных давлениях    углекислоты Р_CO2 = 1—200 ат, магнезит может быть устойчив до температуры 600—700°.

Искусственное получение минерала

Искусственно магнезит получается при нагревании осажденных из растворов водных карбонатов магния. Интересно отметить, что при пропускании струи СО₂ через нагретый раствор MgCO₃ выпадают в осадок кристаллики ромбической модификации (неизвестные в природе).

Диагностические признаки магнезита

Сходные минералы. Доломит, кальцит.

Сопутствующие минералы. Доломит, кальцит, кварц, опал, тальк, оливин, пирит, халькопирит, лимонит, галенит, сфалерит.

Узнается с трудом. Белая массивная разновидность похожа на кремень, но обладает более низкой твердостью. В кристаллических разностях, как и все карбонаты кальцитового ряда, отличим от других минералов по ромбоэдрической спайности. Внутри ряда его труднее всего отличить от доломита, анкерита и других карбонатов; приходится прибегать к оптическим и химическим исследованиям.  От  доломита и кальцита отличается характером реакции с соляной кислотой.

 

Происхождение и нахождение

Магнезит по сравнении с кальцитом в природе распространен значительно реже, но встречается иногда в больших сплошных массах, представляющих промышленный интерес. Часть таких скоплений образуется гидротермальным путем. Сюда прежде всего следует отнести весьма крупные месторождения кристаллических зернистых масс магнезита, пространственно связанных с доломитами и доломитизированными известняками. Как показывает геологическое изучение, эти залежи образуются метасоматическим путем (среди залежей иногда удавалось установить реликты известняковой фауны). Предполагают, что магнезия могла выщелачиваться и
отлагаться в виде магнезита горячими щелочными растворами из доломитизированных толщ осадочного происхождения. В парагенезисе с магнезитом изредка встречаются типичные гидротермальные минералы: кальцит, арагонит, доломит, барит, тальк, хлорит, кварц, пирит, халькопирит, сфалерит, блеклые руды и др.

Другой тип гидротермальных месторождений, также имеющий иногда практическое значение, связан с воздействием богатых углекислотой гидротерм на массивы ультраосновных магнезиальных изверженных пород: серпентинитов, перидотитов и др. Залежи тонкокристаллического магнезита в виде линз, жил, гнезд и густой сети прожилков обычно приурочены к трещинам и зонам сбросов. В виде включений наблюдаются кальцит, доломит, анкерит, тальк, халцедон, кварц, магнетит, гематит
и др. Образование магнезита могло происходить по следующей схеме:

Mg₆[Si₄O₁₀][OH]₈ + 6CO₂  → MgCO₃ + 4SiO₂ + H₂O

 

Образующийся при этом свободный кремнезем в основном, очевидно, уносится щелочными водами. Опал, халцедон и кварц в самой магнезиальной массе обычно наблюдаются в сравнительно ничтожных количествах.

Скопления скрытокристаллического («аморфного») магнезита возникают также при процессах выветривания массивов ультраосновных пород, особенно в тех случаях, когда при интенсивном выветривании образуется мощная кора продуктов разрушения. В процессе окисления и гидролиза магнезиальные силикаты под влиянием поверхностных вод и углекислоты воздуха претерпевают полное разрушение. Возникающие при этом труднорастворимые гидроокислы железа скопляются у поверхности. Магнезия в виде бикарбоната, а также освободившийся кремнезем в виде золей опускаются в нижние горизонты коры выветривания. При этом могут возникнуть нерезко очерченные, постепенно переходящие друг в друга зоны новообразований. Магнезит, часто обогащенный опалом и доломитом, в виде прожилков и скоплений натечных форм отлагается в сильно выщелоченных трещиноватых пористых серпентинитах в зоне застоя грунтовых вод.

Наконец, находки магнезита с гидромагнезитом большей частью минералогического значения наблюдаются среди осадочных соленосных отложений. Образование карбонатов магния связывают с реакцией обменного разложения сульфата магния с Na₂CO₃. Магнезит встречается также в гипсоносных осадочных толщах.

 

Месторождения

Известное Саткинское месторождение кристаллического магнезита, гидротермального происхождения, находится на западном склоне Южного Урала (в 50 км к юго-западу от г. Златоуста). Крупные магнезитовые залежи образовались метасомэтическим путем среди доломитовой осадочной толщи докембрийского возраста. Аналогичные месторождения известны на Дальнем Востоке, в Южной Манчжурии, Корее, Австрии (Вейтш, в Альпах, южнее г. Вены), в Чехии, в Канаде (Квебекское) и в других местах.

Крупное месторождение магнезита гидротермального происхождения среди серпентинитовых массивов известно на о. Эвбее в Эгейском море. К месторождениям, образовавшимся в древней коре выветривания ультраосновных пород, относится Халиловское на Южном Урале.

Практическое применение

В металлургии «намертво» обожженный кристаллический магнезит употребляется для изготовления огнеупорных кирпичей, выдерживающих температуру до 3000°. Они идут в кладку нижних частей пода мартеновских печей, конверторов, цементных печей и др. Второй областью применения обожженного магнезита является изготовление так называемого цемента Сореля, используемого в абразивной промышленности (точильные круги) и в строительстве (стойкая штукатурка в смеси с песком, гравием, древесными опилками, диатомитом, тальком и другими наполнителями). Употребляется также для производства злектроизоляторов, в бумажном, сахарном, резиновом и других производствах.

 

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой растрескивается, но плавится. Пламя не окрашивает.

 

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

Одноосный отрицательный, с чрезвучайно высоким двупреломлением. Светопреломление и дву преломление возрастает по мере замещения магния железом. Nm = 1,700, Np = 1, 509; Nm - Np = 0,191. В катодных лучах светится малиновым цветом.