Касситерит SnO2

Касситерит должен быть отнесен к числу довольно обычных минералов россыпей, но в заметных количествах встречается лишь в районах распространения гранитов, гранодиоритов и других близких к ним по составу кислых изверженных пород.
Здесь касситерит иногда образует значительные россыпные концентрации, имеющие важное промышленное значение.
В районах с иным геологическим строением (лишенных гранитных интрузий) касситерит в шлихах встречается лишь спорадически, а зачастую отсутствует совершенно.
В россыпях обычно сопровождается золотом, цирконом, турмалином, монацитом, часто топазом, пиритом, арсенопиритом, флюоритом, иногда вольфрамитом, шеелитом, колумбитом и некоторыми другими минералами.
Большинство природных касситеритов имеют сложный химический состав, содержит примесь многих элементов, присутствующих как в виде изоморфных примесей, замещая Sn в решетке минерала, так и в форме тонкодисперсных чужеродных минеральных включений. Наиболее обычными примесями являются Nb, Ta и Fe, содержание которых в касситерите иногда достигает нескольких процентов. Менее обычны, но весьма характерны для касситерита из некоторых месторождений Mn, W, Ti, Sc, Ge, Zr, As и V; характерными примесями, связанными с включениями инородных минералов, являются Si, Al, Ca, Mg, Be, Cu, Ni, Pb, Zn и некоторые др.
Кристаллизуется в тетрагональной сингонии, в дитетрагонально-дипирамидальном виде симметрии. Кристаллы имеют различный облик — изометрически-дипирамидальный, короткостолбчатый, копьевидный дипирамидально-призматический, призматический по оси с до игольчатого и др. Наиболее распространенными кристаллографическими формами являются дипирамиды {111}, {101}, {231}, и призмы {110}, {230} и {100}. Менее распространены, но для некоторых морфологических типов касситерита характерны, пинакоид (001}, призмы {120}, {340} и острейшие дипирамиды {771} и {12.12.}.
Характер развития граней указанных форм в общем различен для кристаллов касситерита из разных типов месторождений (см. ниже).
Зарисовки некоторых типичных кристаллов различного облика приведены на рис. 54.
Для призматически вытянутых кристаллов характерна штриховка по [001], обусловленная развитием большого числа мельчайших граней вицинальных призм.
Очень распространены двойниковые сростки — простые коленчатые двойники по (101) с углом между осями обоих индивидов около 112° и более сложные двойники срастания и прорастания, иногда многократные.
Наиболее обычной формой нахождения касситерита в россыпях являются неправильные угловатые зерна, представляющие собой обломки одиночных или сдвойникованных кристаллов. В некоторых россыпях наряду с такими зернами широко распространены частицы агрегатного сложения от мелкозернистых до тонкозернистых и скрытокристаллических, часто содержащих мельчайшие вростки кварца, арсенопирита, галенита и других сульфидов.
Изредка встречаются частицы так называемого деревянистого олова, имеющие форму желваков, конкреций, овоидов, натечных скорлуповатых, почковидных и гроздевидных образований. Округлая форма таких частиц отражает условия образования этой разновидности касситерита и не связана с процессами механического окатывания и истирания его при переносе. В разрезе такие частицы обычно обнаруживают концентрически-зональную структуру, свойственную колломорфным образованиям, возникшим в процессе раскристаллизации гелей: чередование зон тонкоигольчатого и волокнистого сложения с зонами скрытокристаллического или тонкозернистого материала, содержащего примесь кремнезема, гидроокислов железа и др.
Окраска касситерита, вызываемая присутствующими в нем примесями, весьма разнообразна. Наиболее распространены коричневые цвета различной густоты и оттенков (желто-коричневый, темно-коричневый, буро-коричневый, красновато-коричневый), а также бурые (от светлого до темного и черно-бурого). Менее обычны желтый, янтарно-желтый, оранжевый, красный, зеленовато-желтый и серовато-белый касситерит. Распределение окраски в кристаллах и зернах минерала нередко пятнистое, а также зональное.
Цвет в порошке у темноокрашенных разновидностей светло-бурый и буровато-коричневый, у светлоокрашенных — розовато-серый, бледно-желтый и белый. Блеск сильный: алмазный у большинства светлоокрашенных касситеритов, тусклый металловидный на гранях кристаллов (в изломе смолистый) у черно-бурых разновидностей и жирный у частиц, имеющих агрегатное сложение.
В большинстве случаев полностью или частично прозрачен. Темно-окрашенные касситериты просвечивают бурым или красновато-бурым только в тонких осколках и в краях зерен. Тв. 6—6,5. Спайность несовершенная по {100}, более заметная У светлоокрашенного касситерита; иногда отмечается отдельность по {101}. Излом ступенчато-неровный, у темноокрашенных разновидностей мелкораковинчатый. Очень хрупок, раздавливается средне или с трудом. Ввиду большой хрупкости зерна касситерита легко измельчаются путем дробления и редко приобретают окатанные формы.
Уд. вес 6,8—7,0, у деревянистого олова снижается до 6,2—6,6.
Под микроскопом в иммерсионном препарате прозрачен и окрашен (обычно зонально) в различные цвета.
Одноосный положительный, в темноокрашенных зернах часто аномально двуосный с 2V = (+)10—25° (до 40°) Ne = 2,09—2,10, No = 1,99—2,00; Ne—No = 0,100; окрашенные разновидности отчетливо полихроируют от красно-бурого, бурого и коричневого по Ne до светло-коричневого, зеленовато-коричневого или бледно-желтого по No. He люминесцирует.
Темноокрашенные (богатые Fe) разновидности иногда электромагнитны. При прокаливании перед паяльной трубкой не плавится, но часто изменяет свою окраску. С содой на угле при сильном калении дает блестящий ковкий королек и белый налет SnO2, располагающийся вблизи от пробы. Омоченный Co(NO4) 2 и прокаленный налет меняет свою окраску на зеленовато-синюю. В кислотах нерастворим. В HCl на цинковой пластинке (или с цинковой пылью) восстанавливается, покрывается с поверхности тонкой тусклой пленкой металлического олова, становящейся блестящей после протирания зерен фильтровальной бумагой.
Из сопутствующих минералов неэлектромагнитной фракции касситерит в ряде случаев бывает сходен с цирконом и сфеном (бледноокрашенный касситерит), с рутилом (нигрином) и некоторыми тантало-ниобатами (бломстрандином и браннеритом — черно-бурый касситерит), лейкоксеном и колломорфным бадделеитом (некоторые формы деревянного олова). От всех названных минералов касситерит отличается блеском, значительно менее сильным, чем у рутила, но более сильным, чем у циркона, обычным для него пятнистым зональным распределением окраски и оптическими свойствами, в частности — отчетливым полихроизмом; простейшим приемом для отличия касситерита от циркона и сфена является реакция на оловянное зеркало.
В коренных месторождениях касситерит генетически связан с кислыми и умеренно кислыми гранитоидами и их жильными производными. Известны три основных типа месторождений этого минерала: пегматитовые; пневматолито-гидротермальные, относящиеся к так называемой каоситерито-кварцевой формации, и гидротермальные, относящиеся к каоситерито-сульфидной формации.
Первые два типа месторождений приурочены к интрузиям кислых и ультракислых гранитов и часто располагаются в куполах, краевых частях самих интрузивных тел или в их непосредственной близости.
Жилы касситерито-сульфидной формации тяготеют к умеренно кислым гранитам (гранодиоритам), располагаются обычно на некотором удалении от интрузий, а зачастую и не обнаруживают видимой связи с какими-либо определенными массивами.
В пегматитовых месторождениях касситерит обычно приурочен к краевым частям жил, подвергшимся интенсивным процессам грейзенизации, турмалинизации или альбитизации. Он ассоциирует здесь с полиxpoмным турмалином, топазом, сподуменом, колумбитом, иногда с вольфрамитом и бериллом.
Месторождения касситерито-кварцевой формации обычно пространственно и генетически связаны с пегматитами. Они представлены кварцевыми и полевошпатово-кварцевыми жилами и штокверками, сопровождаемыми широкими ореолами грейзенизации вмещающих такие жилы гранитов и пород эндоконтактных зон интрузий.
Касситерит в этих месторождениях сопровождается топазом, флюоритом, литиевыми слюдами, вольфрамитом, молибденитом, арсенопиритом, нередко шеелитом, колумбитом, бериллом, монацитом, турмалином, висмутином, пиритом, халькопиритом, настураном и другими минералами.
Оба названных типа коренных месторождений касситерита имеют подчиненное экономическое значение, но играют исключительно важную роль в формировании россыпных месторождений. Наиболее крупные промышленно ценные россыпные концентрации, имеющие мировое значение, формируются в районах распространения оловоносных пегматитов, кварцево-касситеритовых штокверков, грейзенов и жил.
Месторождения касситерито-сульфидной формации по характеру залегания относятся к жильным и контактово-метасоматическим, а по условиям образования к гидротермальным, формирующимся в широком диапазоне глубин и температур, начиная от гипотермальных и глубинных жил, пространственно примыкающих к месторождениям касситерито-кварцевой формации, и кончая близповерхностными и низкотемпературными. Эти месторождения располагаются обычно в зонах разломов и на различном удалении от гранитных интрузий, иногда в непосредственной связи с экструзивными образованиями (кварцевыми порфирами, монцонит-порфирами, дацитами, риолитами).
Они представлены кварцевыми и карбонатно-кварцевыми жилами и минерализованными зонами дробления, залегающими чаше всего в песчано-сланцевых толщах и измененных эффузивных породах, реже — телами рудоносных скарнов, расположенных в известняках в экзоконтакте с интрузиями.
В наиболее высокотемпературных месторождениях рассматриваемой формации касситерит ассоциирует с турмалином, железистым хлоритом, магнетитом, гематитом, шеелитом, вольфрамитом, молибденитом, флюоритом, пиритом, сфалеритом, халькопиритом и некоторыми другими минералами; в целом сульфиды здесь имеют подчиненное развитие.
В среднетемпературных жилах, сформированных в умеренных глубинах, касситерит сопровождается пирротином, пиритом, арсенопиритом, блеклыми рудами, халькопиритом, станнином и особенно часто ассоциирует с галенитом и сфалеритом, с которыми часто находится в тесном срастании
Наконец, в близповерхностных месторождениях касситерито-сульфидной формации, генетически часто связанных с экструзиями, касситерит ассоциирует с сульфосолями серебра и висмута, а также с вольфрамитом и висмутином.
Касситерит каждого из названных типов месторождений характеризуется некоторыми типоморфными особенностями. Несмотря на многие частные отклонения, может быть намечена следующая морфогенетическая схема.
Для касситеритов из месторождений пегматитового типа наиболее характерны уплощенные дипирамидальные кристаллы, образованные гранями {111}, иногда в комбинации с подчиненными {110} и {101} (рис. 54 а). Удлиненность кристаллов (отношение с:а) менее 1. Обычны неокристаллизованные выделения, ограниченные индукционными поверхностями; двойники редки. Преобладает темно-бурая до черно-бурой (коричневая в порошке) окраска, блеск металловидный до смолистого; полихроизм сильный. В составе минерала обычно устанавливается повышенное содержание Nb, Ta, Fe и Mn.
Для касситеритов из месторождений касситерито-кварцевой формации наиболее типичен призматически-дипирамидальный облик кристаллов, образованных комбинацией {110} и {111}, иногда с подчиненными гранями {100}, {101}, {231} и {230} (рис. 54 б). Удлиненность 1—2. Обычны двойники, простые и многократные (полисинтетические) Окраска бурая, коричневая (серовато-розовая в порошке), часто пятнистая. Блеск алмазовидный; содержание Nb и Ta не превышает 1%, обычно находится в пределах 0,3—0,8; характерна повышенная примесь W и T, при среднем содержании Fe и Mn.
Касситерит из высокотемпературных месторождений касситеритосульфидной формации характеризуется дипирамидально-призматическим (копьевидным) обликом кристаллов, вытянутых по оси с (удлиненность 3—4). Главными формами являются {110} и {231}, подчиненное морфологическое значение имеют {230} (иногда одна из главных форм) и {111} (рис. 54 в). Двойники весьма обычны; цвет минерала от коричневого до желто-оранжевого и красновато-коричневого (бледно-буроватый и желтый в порошке); часто наблюдается пятнистая или правильная зональность Блеск алмазный, полихроизм слабый. Характерными примесями являются W, Ti, Fe, As, иногда V, содержание Nb, Ta и Mn менее 0,5%.

Касситерит из сульфидных месторождений средних глубин, как правило, неокристаллизованныи, гонкозернистый, часто находится в срастаниях с сульфидами. Кристаллы пирамидально-призматические копьевидного и обелискового облика, резко удлиненные по оси с (удлиненность 3—5 и больше); призматическая зона характеризуется богатством форм {110}, {230}, {120}, {340}, в качестве конечных граней присутствуют {111}, {231}, {101},{771}, иногда {12.12.1} и {001} в разных комбинациях друг с другом (рис. 54 д, е, ж, з). Светло окрашен, полихроизм слабый или не заметен. Nb и Ta обычно отсутствуют, Fe, Mn, Ti, W встречаются в виде следов, обычна примесь Pb, Zn, As.
Касситерит из близповерхностных месторождений, особенно месторождений, связанных с экструзиями и эффузивными породами, характеризуется игольчатой формой неделимых и обычно колломорфным строением (деревянистое олово). Часто отмечается повышенное содержание Si, Fe, Al.
Эта схема, в сочетании с изучением сопутствующих касситериту минеральных ассоциаций, может быть использована для оценки вероятного типа коренных месторождений касситерита, находимого в россыпях.