Рассказ о гипсе как полезном ископаемом
Гипс. Это очень распространенный в природе минерал. По химическому составу это водная сернокислая соль кальция. Водной она называется потому, что содержит в своем составе так называемую кристаллизационную воду, которая выделяется при нагревании.
Если положить несколько крохотных кусочков гипса, величиной в спичечную головку и мельче, в стеклянную пробирку и осторожно нагревать на свече или спиртовке, то через некоторое время на стенках верхней (холодной) части пробирки появятся мелкие капельки воды. Это и есть та самая кристаллизационная вода, которая входит в состав гипса.
Пробирку надо держать не прямо, а наклонно, не касаясь пламени свечи (чтобы не осаждалась копоть), и медленно вращать, иначе пробирка может треснуть.
Гипс отличается от других похожих на него пород еще и тем, что кислота на него не действует.
Интересные результаты дает нагревание гипса. При обжиге до 200 градусов получается жженый, или штукатурный, гипс, который обладает способностью снова поглощать воду, выделяя при этом тепло. При нагревании свыше 200 градусов поглощение воды (или, как говорят, «схватывание гипса») происходит уже значительно медленнее; полученное вещество называется гидравлическим гипсом. На способности порошка гипса быстро «схватывать» (иначе — твердеть при соединении с водой) основывается применение его для всевозможных отливок и штукатурных работ.
Гипс весьма часто, особенно в некоторых глинах, встречается в виде прекрасно образованных кристаллов,, иногда значительных размеров. В кристаллах преобладает толстотаблитчатая форма.
Среди разнообразной формы кристаллов и всевозможных их комбинаций могут встретиться любопытные диковинки вроде развилок, напоминающих укороченные детские рогатки. Это сростки (иначе — двойники) крупных таблитчатых кристаллов гипса. Называется такой двойник «ласточкин хвост».
Кристаллы обычно выделяются в друзах, или «щетках», а также в розетковидных сростках, иногда напоминающих распустившийся цветок. Такая «гипсовая роза» изображена на рисунке на следующей странице.
При ударе молотком толстотаблитчатые кристаллы гипса легко раскалываются по самой большой плоскости. Такое свойство, как вы знаете, называется спайностью.
Именно по этой плоскости спайности кристаллы гипса раскалываются на тонкие пластинки, напоминающие стекло (конечно, только в прозрачных кристаллах). От слюды они отличаются отсутствием упругости. Эти прозрачные пластинки иногда применялись в старину как слюда в оконных рамах под именем «марьина стекла». Так называют и теперь пластинчатые и листоватые скопления прозрачного гипса. Блеск у кристаллического гипса стеклянный. Твердость, как мы уже говорили выше, незначительная (1,5—2) —легко чертится ногтем.
От примесей гипс окрашивается в различные цвета и теряет свою прозрачность. Механическими примесями бывают песок, глина и другие вещества.
Гипс встречается также в мелкозернистых или плотных просвечивающих массах снежно-белого цвета с сероватым и желтоватым оттенком. Такой гипс называется алебастром (по-гречески «алабастрос»). Не следует смешивать с этой горной породой порошок обожженного гипса, который тоже называют алебастром.
Золотистая, тускло просвечивающая разновидность гипса с красивым шелковистым отливом, особенно в отделке, называется селенитом (по-гречески «селене» — луна). Шелковистый отлив селенита объясняется волокнистым строением. Из этой красивой разновидности гипса выделывают туалетные коробочки, вазочки, рамки, пепельницы, коробку кейс и другие изделия.
По своему происхождению гипс относится к группе химических осадков, образование которых шло главным образом из пересыщенных растворов мелководных морских бассейнов и соляных озер.
Залежи каменной соли всегда сопровождаются гипсом, Выпадение его происходит также из горячих источников. Возможно образование гипса и другими способами, так как отложения его встречаются чаще залежей каменной соли.
Гипс легко выщелачивается подземными водами, особенно солеными, так как соль весьма повышает растворимость гипса. Так возникают подземные пустоты и пещеры. Обвалы кровлей пещер приводят к образованию провальных озер и воронкообразных ям.
Использование гипса весьма разнообразно: он широко применяется в штукатурных работах, идет на изготовление форм в керамическом производстве, а также для всевозможных отливок (муляжей). Снежно-белый и зернистый гипсы, используемые для различных художественных поделок, хорошо принимают полировку.
Гипс находит применение также и в сельском хозяйстве: он заметно повышает урожайность некоторых культур, особенно клевера и луговых трав. Гипсование почв проводится также для улучшения солонцов, встречающихся на черноземах степной зоны.
Источник
Гипс — минерал, водный сульфат кальция. Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая — алебастром. Один из самых распространенных минералов; термин используется и для обозначения сложенных им пород. Гипсом также принято называть строительный материал, получаемый путем частичного обезвоживания и измельчения минерала. Название происходит от греч. гипсос, что в древности обозначало и собственно гипс, и мел. Плотная снежно белая, кремовая или розовая тонкозернистая разновидность гипса известна как алебастр
СТРУКТУРА
Химический состав — Ca[SO4] × 2H2O. Сингония моноклинная. Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп [SO4]2-, тесно связанные с ионами Ca2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H2O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.
СВОЙСТВА
Цвет самый разный, но обычно белый, серый, жёлтый, розовый и т.д. Чистые прозрачные кристаллы бесцветны. Примесями может быть окрашен в различные цвета. Цвет черты белый. Блеск у кристаллов стеклянный, иногда с перламутровым отливом из-за микротрещинок совершенной спайности; у селенита — шелковистый. Твёрдость 2 (эталон шкалы Мооса). Спайность весьма совершенная в одном направлении. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки. Плотность 2,31 — 2,33 г/см3.
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования «полугидрата» — CaSO4 × 1/2H2O.
При 107°C частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO4 × Н2О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.
МОРФОЛОГИЯ
Кристаллы благодаря преимущественному развитию граней {010} имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой. Двойники срастания часты и бывают двух типов: 1) галльские по (100) и 2) парижские по (101). Отличить их друг от друга не всегда легко. Те и другие напоминают собой ласточкин хвост. Галльские двойники характеризуются тем, что рёбра призмы m {110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l {111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках рёбра призмы Ι {111} параллельны двойниковому шву.
Встречается в виде бесцветных или белых кристаллов и их сростков, иногда окрашенных захваченными ими при росте включениями и примесями в бурые, голубые, жёлтые или красные тона. Характерны сростки в виде «розы» и двойники — т.наз. «ласточкины хвосты»). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристалличесих масс. Также слагает цемент песчаников.
Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из месторождения Гаурдак (Туркмения) и других месторождений Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.
ПРИМЕНЕНИЕ
Сегодня минерал «гипс» — это в основном сырье для производства α-гипса и β-гипса. β-гипс (CaSO4·0,5H2O) — порошкообразный вяжущий материал, получаемый путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO4·2H2O при температуре 150—180 градусов в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.
При низкотемпературной (95-100 °C) тепловой обработке в герметически закрытых аппаратах образуется гипс α-модификации, продукт измельчения которого называется высокопрочным гипсом.
В смеси с водой α и β-гипс твердеет, превращаясь снова в двуводный гипс, с выделением тепла и незначительным увеличением объема (приблизительно на 1 %), однако такой вторичный гипсовый камень имеет уже равномерную мелкокристаллическую структуру, цвет различных оттенков белого (в зависимости от сырья), непрозрачный и микропористый. Эти свойства гипса находят применение в различных сферах деятельности человека.
Гипс (англ. Gypsum) — CaSO4 * 2H2O
| Молекулярный вес | 172.17 г/моль |
| Происхождение названия | От греческого γύψος (gyps) означающего «мел» или «штукатурка», «burned» mineral. |
| IMA статус | действителен |
КЛАССИФИКАЦИЯ
| Strunz (8-ое издание) | 6/C.22-20 |
| Nickel-Strunz (10-ое издание) | 7.CD.40 |
| Dana (7-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Dana (8-ое издание) | 29.6.3.1 |
| Hey’s CIM Ref. | 25.4.3 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Цвет минерала | бесцветный переходящий в белый, часто бывает окрашен минералами-примесями в жёлтый, розовый, красный, бурый и др.; иногда наблюдается секториально-зональная окраска или распределение включений по зонам роста внутри кристаллов; бесцветный во внутренних рефлексах и напросвет. |
| Цвет черты | белый |
| Прозрачность | прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный |
| Блеск | стеклянный, близкий к стеклянному, шелковистый, перламутровый, тусклый |
| Спайность | весьма совершенная легко получаемая по {010}, почти слюдоподобная в некоторых образцах; по {100} ясная, переходящая в раковистый излом; по {011}, дает занозистый излом {001} |
| Твердость (шкала Мооса) | 2 |
| Излом | ровный, раковистый |
| Прочность | гибкий |
| Плотность (измеренная) | 2.312 — 2.322 г/см3 |
| Радиоактивность (GRapi) | 0 |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Тип | двуосный(+) |
| Показатели преломления | nα = 1.519 — 1.521 nβ = 1.522 — 1.523 nγ = 1.529 — 1.530 |
| Максимальное двулучепреломление | δ = 0.010 |
| Оптический рельеф | низкий |
| Плеохроизм | не плеохроирует |
| Рассеивание | сильная r > v наклонная |
| Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | флюоресцентный, оранжево-желтый |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Точечная группа | 2/m — Моноклинно-призматический |
| Пространственная группа | A2/a |
| Сингония | моноклинный |
| Параметры ячейки | a = 5.679(5) Å, b = 15.202(14) Å, c = 6.522(6) Å, β = 118.43° |
| Морфология | от тонких до толстых плоских кристаллов, {010} с {111} и {120}; кристаллы могут быть искаженными, согнутыми или скрученными |
| Двойникование | {100} («ласточкин хвост»), очень часто, с входящим углом, обычно образованным по {111}; по {101} в качестве контактных близнецов («бабочка» или «в форме сердца»), а также по {111}; по {209} как крестообразные проникающие близнецы |
mineralpro.ru
28.07.2016
Источник
Гипс – один из самых распространенных минералов в мире. Его добывают из земных недр повсеместно и широко используют в промышленности, строительной индустрии, медицине. В нашей статье вы найдете подробное описание и фото минерала гипса. Кроме того, узнаете о главных сферах его применения.
Минерал гипс: описание и химический состав
Название минерала, горной породы, а также соответствующего строительного материала произошло от греческого слова gipsos («мел»). О гипсе человечество знает с самых древних времен. Не потерял он своей популярности и в наши дни.
Гипс – мягкий минерал. Он, кстати, является эталонным для шкалы относительной твердости Мооса, принятой еще в начале XIX века (твердость – 1,5-2,0).
По химическому составу минерал гипс – это водный сульфат кальция. В его структуру входят такие элементы, как кальций (Ca), сера (S) и кислород (O). Распишем химический состав гипса более подробно:
- трехокись серы, SO3 – 46 %;
- окись кальция, CaO – 33 %;
- вода, H2O – 21 %.
Генетическая классификация: моноклинная сингония. Этот минерал отличается слоистой кристаллической структурой и весьма совершенной спайностью (от него можно с легкостью отщеплять отдельные тонкие «лепестки»).
Минерал гипс: свойства и отличительные признаки
Вот основные физические характеристики гипса, по которым его можно отличить от других минералов:
- излом неровный, но гибкий;
- блеск: от стеклянного до шелковистого или матового;
- твердость: низкая (легко царапается ногтем);
- минерал медленно растворяется в воде;
- на ощупь не жирный;
- оставляет после себя хорошо заметную белую черту;
- цвет: от белого до серого (иногда может быть розовым).
Гипс не вступает в реакции с кислотами, однако растворяется в хлористом водороде (HCl). Может иметь разную прозрачность, хотя прозрачный минерал гипс в природе встречается чаще. При нагревании свыше 107 градусов по Цельсию гипс превращается в алебастр, который, в свою очередь, при смачивании водой затвердевает.
Гипс очень часто путают с ангидритом. Отличить друг от друга эти два минерала можно по твердости (второй гораздо тверже, нежели первый).
Генезис минерала и его распространение в природе
Гипс — типичный минерал осадочного происхождения. Чаще всего он образуется из естественных водных растворов (например, на дне усыхающих морей и водоемов). Минерал гипс также может накапливаться в зонах выветривания самородной серы и сульфидов. При этом формируются так называемые гипсовые шляпы – рыхлые или же уплотненные горные массы, загрязненные многочисленными примесями.
В осадочных горных породах гипс часто встречается в сопровождении песка, каменной соли, ангидрита, серы, известняков и железа. Соседство с последним, как правило, придает ему буроватый оттенок.
В природе гипс встречается в виде вытянутых и призмовидных кристаллов. Он также часто формирует плотные чешуйчатые, волокнистые или же «таблеточные» агрегации. Нередко гипс представлен в виде так называемых роз или ласточкиных хвостов.
Основные разновидности минерала
Геологи выделяют несколько десятков разновидностей гипса. Минерал может быть волокнистым, атласным, плотным, пенистым, тонкозернистым, костяным, кубическим и т. д.
К основным разновидностям гипса относят:
- селенит;
- алебастр;
- «марьино стекло».
Селенит – полупрозрачный минерал с шелковистым блеском. Название происходит от греческого слова selena – «луна». Этот минерал и вправду отличается слегка голубоватым оттенком. Селенит используется как поделочный камень в изготовлении бюджетных ювелирных украшений.
Алебастр – мягкий, легко разрушаемый материал белого цвета, продукт дегидратации гипса. Широко применяется в производстве садовых скульптур, ваз, столешниц, лепнины и прочих предметов интерьера.
«Марьино стекло» (девичий или дамский лед) – еще одна разновидность гипса, прозрачный минерал с перламутровым или цветным отливом. Отличается уникальной структурой кристаллической решетки. В старину «марьино стекло» широко использовали в оформлении икон и святых образов.
Главные месторождения гипса
Минерал гипс распространен в земной коре повсеместно. Его месторождения встречаются в отложениях практически всех периодах геологической истории планеты – от кембрийского до четвертичного. Залежи гипса (а также сопутствующего его ангидрита) в осадочных породах имеют форму линз или пластов мощностью в 20-30 метров.
Ежегодно из недр земли извлекают свыше 100 миллионов тонн гипса. Крупнейшие мировые производители ценного стройматериала — США, Иран, Канада, Турция и Испания.
В России главные залежи этой породы сосредоточены на западных склонах Уральских гор, в Поволжье и Прикамье, Татарстане и Краснодарском крае. Главные месторождения гипса в стране: Павловское, Новомосковское, Скуратовское, Баскунчакское, Лазинское и Болоховское.
Сферы применения гипса
Область применения гипса чрезвычайно широка: строительство, медицина, ремонт и отделка, сельское хозяйство, химическая промышленность.
С самых древних времен из этого минерала вытесывали скульптуры и различные предметы интерьера – вазы, столешницы, балюстрады, барельефы и т. п. Из него часто изготавливают карнизы, стеновые блоки и плиты (так называемый гипсокартон). В «сыром» виде гипс применяется и в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Его рассыпают на полях и угодьях для нормализации кислотности почвы.
Где еще применяют гипс? Минерал широко используется в бумажной и химической промышленности для получения цемента, серной кислоты, красок и глазурей. Кроме того, каждому, кто когда-либо ломал ногу или руку, знакома еще одна сфера его применения – медицина.
Гипс как строительный материал
Стройматериал гипс получают из гипсового камня. Для этого породу обжигают в специальных печах, а затем перемалывают в мелкий порошок. В дальнейшем полученное сырье широко используется в строительстве и отделке.
В промышленной индустрии существует своя классификация гипса – техническая. Так, выделяют следующие его разновидности:
- высокопрочный гипс (применяется в медицине и стоматологии; из него также производят различные строительные смеси и формы для фарфорофаянсовой промышленности);
- полимерный (используется исключительно в травматологии для наложения фиксирующих повязок при переломах);
- скульптурный (название говорит само за себя – это основной компонент шпаклевочных смесей, различных статуэток и сувениров);
- акриловый (облегченный гипс, используемый для отделки фасадов зданий);
- огнеупорный (негорючий материал, из которого нередко производят гипсокартонные листы и стеновые блоки).
Помимо этого, существует отдельная маркировка гипса по прочности. Согласно с ней, выделяется 12 марок гипса – от Г2 до Г25.
В строительно-отделочных работах также широко применяется алебастр. По сравнению с гипсом, он более прочен и легок в обработке. Правда, без специальных добавок алебастр практически непригоден, так как он моментально высыхает.
Важно отметить, что даже при современном, столь высоком уровне развития науки и промышленности достойной замены гипсу пока не найдено.
Лечебные и магические свойства камня
Гипс не зря используют в медицине. Он способствует срастанию костных тканей, избавляет от излишней потливости, излечивает туберкулез позвоночника. Применяется гипс и в косметологии – как один из компонентов тонизирующих масок.
Издревле этот минерал считался своеобразным «лекарством» от человеческой гордыни, высокомерия и излишней самонадеянности. В магии считается, что гипс способен подсказывать человеку, как ему нужно поступить в той или иной ситуации. Он сулит удачу и материальное благополучие. Астрологи советуют носить амулеты из гипса людям, рожденным под знаками Козерога, Овна и Льва.
«Роза пустыни» – что это такое?
Таким красивым именем называют минеральный агрегат, одну из разновидностей гипса. Он и вправду напоминает внешне цветочные бутоны. Агрегаты состоят из кристаллических линзовидных сростков-лепестков характерного вида. Окрас «розы пустыни» может быть самым разнообразным. Он определяется цветом почвы или песка, в котором она сформировалась.
Довольно интересен механизм формирования этих «роз». Они образовываются в особо засушливых природно-климатических условиях. Когда в пустыни изредка выпадает дождь, влагу моментально впитывает в себя песок. Вода вступает во взаимодействие с частичками гипса, которые вымываются вместе с ней вглубь. Позже вода испаряется, а гипс кристаллизируется в песчаной массе, создавая самые неожиданные и причудливые формы.
«Роза пустыни» хорошо известна кочевым племенам африканской Сахары. В некоторых культурах данного региона сложилась традиция дарить эти каменные цветы своим возлюбленным в День святого Валентина.
Источник