Вольфрамит

Группа вольфрамита

Сюда принадлежат минералы изоморфного ряда MnWO₄ - FeWO₄ (гюбнерит—ферберит). По своим свойствам они имеют много общего, поэтому детально описана вся группа — вольфрамита (Mn,Fe)WO4 и указаны характерные особенности крайних членов этого ряда.

Происхождение названия. Прежнее русское название — волчец. Первоначально был назван вольфрамом (1758). Это слово является переводом на немецкий язык латинских слов lupispuma — «волчья пена» или «волчья сметана». Немецкое «вольфриг» (от «вольф» — волк) — прожорливый.Название связано с тем, что примесь этого минерала к оловянным рудам обусловливала появление пены на поверхности выплавляемого олова. Вольфрам как элемент был открыт позднее; название его происходит от названия минерала.

Старинное название минерала, данное немецкими горняками: этот минерал, встречающийся вместе с касситеритом, неблагоприятно влияет на выплавку олова («пожирает олово, как волк овцу»),

Формула вольфрамита

(Mn, Fe) [WO₄]

Химический состав. До 75% WO₃ (окисел шестивалентного вольфрама). Гюбнерит обогащен магнием, а ферберит — железом. Отмечаются примеси окисия магния (MgO) до 0,5%, окиси кальция (СаО), окиси тантала (Та₂O₅) и ниобия (Nb₂O₅) и окиси олова (SnO₂).

Разновидности. К вольфрамиту относятся и конечные члены ряда — побнерит (MnWO₄) и ферберит (FeWO₄), но большей частью вольфрамит представляет собой смешанные кристаллы гюбнерита и ферберита. Все три разновидности вольфрамита несколько различаются по ряду внешних признаков.

Кристаллографическая характеристика

Сингония моноклинная

Класс симметрии призматический в. с. L₂РС. Пр. гр. P2/c( C⁴_2h). а₀ = 4,78; b₀ = 5,73; с₀ = 4,98ю Отношение осей. 0,834 : 1 : 0,869; β = 90°26'

Кристаллическая структура близка к структуре брукита (точнее к α PbO2), катионы металлов обеих позиций имеют шестерную координацию; они образуют в гексагональной плотнейшей упаковке (плоскость (100)) цепочки реберно связанных октаэдров, вытянутые вдоль оси с и соединяющиеся через общие вершины. Двухвалентные металлы и вольфрам размещены послойно, чередуясь через один слой. Такие особенности структуры позволяют рассматривать минералы группы вольфрамита особняком от такого типичного вольфрамата, как шеелит; их можно вполне правомерно считать близкими к сложным оксидам, таким как колумбит и другие.

Форма нахождения вольфрамита в природе

Облик кристаллов. Нередко встречающиеся кристаллы вольфрамита имеют толстотаблитчатый или призматический облик, иногда уплощенный по {100}. Отдельные индивиды в некоторых месторождениях достигают крупных размеров (до 20 см и больше). Вертикальные грани часто бывают исштрихованы вдоль оси с. двойники наблюдаются по (100), иногда по (001). Кроме того встречаются игольчатые кристаллы.

Часты двойники.

Агрегаты. В сплошных плоьных массах и в крупнозернистых агрегатах вольфрамита. Встречаются лучистые сростки.

Физические свойства
Оптические

Цвет вольфрамита черный, темно-коричневый. Цвет гюбнерита от желто-оранжевого до коричневого, обычно имеет красноватый или фиолетовый оттенок; ферберит — черный.

Черта. Черная, буро-черная, у гюбнерита светлая до желтовато-коричневой и даже желтой. У ферберита более темная бурая до черной.

Блеск на плоскостях спайности зеркальный, алмазный, а в других направлениях жирный.

Гюбнерит в тонких осколках просвечивает красно-бурым.

Показатели преломления для гюбнерита: Ng = 2,32, Nm = 2,22 и Np = 2,17. По мере увеличения содержания железа возраста ют: Nm у малопрозрачного ферберита 2,40 (для Li - света).

 

Механические

Твердость.4,5—'5,5, хрупкий.

Плотность.  6,7—7,5 (ферберит как богатая железом разновидность отличается большей плотностью).

Спайность. Совершенная по боковым граням (010).

Излом. Неровный.

Химические свойства. Поведение в кислотах. Не растворяется.

При кипячении сплава вольфрамита с содой в воде, подкисленной HCl, с оловом получается голубое окрашивание (реакция на W). С бурой реагирует на Mn и Fe. В HCl не растворим.

Прочие свойства. Богатые железом разности слабомагнитны.

Диагностические признаки

Диагностические признаки. Для вольфрамита характерны: буровато-черный цвет, темно-бурая черта, высокий удельный вес, совершенная спайность в одном направлении (отличие от черного сфалерита, у которого спайность в нескольких направлениях, а также от колумбита, танталита, касситерита, не обладающих совершенной спайностью).

Происхождение и нахождение

Гюбнерит встречается главным образом в оловорудных пегматитово-пневматолитовых месторождениях. Широко распространены также гидротермальные руды, для которых в большей мере характерен ферберит.

В кварцевых, гидротермальных кварцевых жилах, нередко приуроченных к массивам гранитов. В ассоциации с ним иногда наблюдаются касситерит, молибденит, арсенопирит, пирит, халькопирит и др.

В грейзенах гранитных массивов вольфрамит ассоциирует с такими минералами, как слюды, топаз, флюорит, турмалин, иногда берилл, касситерит, молибденит и другие.

Известны сульфидные жилы, содержащие вольфрамит в парагенезисе с халькопиритом, молибденитом, пиритом, висмутином, сфалеритом и другие.

Реже и обычно в небольших количествах он встречается в пегматитовых жилах среди гранитов.

В минералогическом отношении интересны не раз наблюдавшиеся случаи эндогенного замещения вольфрамитом кристаллов шеелита как с периферии, так и вдоль трещин. В свою очередь, нередко устанавливаются явления замещения вольфрамита шеелитом.

В зоне окисления при выветривании хотя и не легко, но подвергается изменению, превращаясь в так называемую вольфрамовую охру. При этом двухвалентное железо окисляется до трехвалентного. Под влиянием этого в процессе разрушения кристаллической решетки образуются землистые массы желтобурого или бурого цвета, состоящие главным образом из гидровольфрамата трехвалентного железа (ферритунгстит). Иногда образуются желтоватозеленые окислы вольфрама — тунгстит (H₂WO₄).

Гюбнерит, разрушаясь, аналогичным образом дает черные «псиломелановые» скопления, содержащие WO₃. Характерно, что находимые в элювии желваки псиломелана даже в удалении от месторождения содержат WO₃ до единиц процентов.

Обычно же в районе месторождений вольфрамит, как относительно устойчивый минерал, переходит в россыпи. Однако характерно, что по мере удаления от коренных месторождений обломки минералов группы вольфрамита сравнительно быстро уменьшаются в размерах и затем исчезают. Объясняется это относительной хрупкостью этих минералов, усиливающейся к тому же их совершенной спайностью.

Месторождения

 

В России известны гидротермальные месторождения Забайкалья (Джида, Букука); Алтая (Калгуты).

Из иностранных отметим крупнейшие в мире месторождения Южного Китая в провинциях Юньнань и Цзянси (Сихуа шань), а также на севере Вьетнама, в Южной Бирме и на полуострове Малакка, Корея.

В западных штатах США ряд месторождений разрабатывается в Колорадо, Южной Дакоте, Неваде и других местах; в Боливии.

Из европейских объектов заслуживают упоминания месторождения Овернь (Франция);  Португалии и Испании.

В Германии вольфрамит особенно широко распространен в рудных горах, например в Циннвальде, Садисдорфе, Альтенбурге, Чортау, Пехтельгрюне, Тирперсдорфе; в Гарце вокруг гранитного массива Рамберг.

Практическое применение

Вольфрамит — важная руда вольфрама, который используется в производстве сталей и для получения термостойких материалов, находящих применение в космонавтике и других специальных отраслях промышленности.
1. Главным потребителем этого металла является черная металлургия, использующая вольфрам (до 85–90 % всей добычи) для производства особых сортов твердой стали, обладающих свойствами самозакалки. Такая сталь употребляется для изготовления быстрорежущих инструментов.
2. Кроме того, он входит в состав «стеллитов» — сплавов вольфрама с Cr, Со и другими металлами,— используемых для особых инструментов, а также сверхтвердых сплавов: «победит», «видна», «сталинит», «воломит» и другие обладающих весьма высокой твердостью и потому применяемых для изготовления специальных коронок для бурения скважин.
3. В электротехнике вольфрам идет на изготовление нитей для электрических лампочек, антикатодов в рентгеновских трубках и пр.
4. Соединения вольфрама используются также в химической промышленности, в керамике для окраски стекла и фарфора и для других целей.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах: 

Старинные методы. Под паяльной трубкой на угле при сильном дутье сплавляется в магнитный королек.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)