Гипс

Гипс, водный сернокислый кальций (CaSO₄.2Н₂O), представляет собою самый распространенный минерал из группы сульфатов. Г. кристаллизуется в моноклинической системе (Л²СП). Весьма часто он встречается в виде отлично образованных многогранников роста. Наиболее обычные кристаллы Г. изображены на рис. 1:b (010), f (110), l (111) и на рис. 2:b, f, l, n (111). Весьма нередко Г. образует двойники по плоскости (100) - рис. 3; кроме того, встречаются еще двойники по плоскости (101), причем иногда боковые грани не остаются плоскими, а являются закругленными ("ласточкин хвост"), особенно известны подобные двойниковые образования из зернистого гипса Монмартра (Париж). Гипс обладает весьма совершенной спайностью по плоскости b (010); в этом направлении он очень легко раскалывается на совершенно гладкие, блестящие пластины. Твердость Г. весьма незначительна - 2, он чертится ногтем. Уд. в. - 2,2-2,4. Плоскость оптических осей параллельна (010). Обыкновенно бесцветный и белый, Г. бывает иногда окрашен в различные цвета посторонними телами. Кроме явственных кристаллических многогранников, Г. встречается в виде плотного Г., листового, чешуйчатого, зернистого, волокнистого Г. (селенит). Эта последняя разность употребляется для приготовления различных безделушек (Урал).

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Образование Г. в природе идет при различных процессах. Одним из главных типов месторождений Г. являются выделения этого минерала из пересыщенных растворов изолированных морских лагун и соленых озер. В этом случае Г. обыкновенно бывает связан с ангидритом (см.), поваренной солью. Месторождения последней всегда сопровождаются сульфатами извести. Как относительно более трудно растворимая соль, Г. выделяется первым минеральным телом. В некоторых случаях первоначально идет отложение безводного сернокислого кальция (ангидрит) в зависимости от условий образования. Как известно, напр., из растворов, содержащих различные посторонние соли, выделяются обыкновенно соединения с меньшим количеством воды; так, из чистого водного раствора сульфата кальция выделяется Г., а в присутствии различных других солей (NaCl, КСl), выделяется ангидрит (CaSO₄). Образование Г. можно непосредственно наблюдать в отложениях самосадочных озер, напр., Прикаспийской области (Эльтонское оз.), в Мертвом море и друг. Образование подобных отложений Г. шло в различные периоды истории земли; особенно многочисленны и обширны такие залежи в пермских, триасовых, третичных отложениях. В России месторождения Г. такого типа имеются в ряде местностей, где развиты пермские отложения, напр., на Волге, близ Казани, у д. Печищ, в Бахмутском у. Екатериносл. г.; в третичных отложениях Подольской, Бессарабской, Келецкой и мн. друг.; в многочисленных пунктах Кавказа, преимущественно в верхнеюрских и третичных отложениях. (Указания на более крупные залежи Г. России имеются в сводках: "Очерк местор. полезн. ископ. Евр. России и Урала", 1881; Меллер, "Полезн. ископ. Кавказск. кр.", 1900; Маевский, "Пол. ископ. Закасп. обл.", 1897; Реутовский, "Пол. иск. Сибири", 1905).

В сухих пустынных областях идет образование кристаллов Г. у самой поверхности почв из растворов, содержащих CaSO4, путем испарения воды, поднимающейся благодаря капиллярности. Подобные, весьма интересные образования наблюдаются, напр., у ст. Репешек, Закасп. ж. д. (В. Докучаев, Зап. Мин. Общ., 1900, XXXVII, 343). Среди барханной пустыни, на глубине 6-12 вершк. от поверхности, в песках залегает прослойка весьма своеобразных кристаллов Г. Эти крупные кристаллы, одиночные или чаще соединенные в друзы, заключают в себе весьма большое количество - приблизительно на половину - постороннего материала (песку). Кристаллизуясь не в свободной полости, а среди песка, репетекские Г. не останавливали своего роста, но захватывали этот посторонний материал. Таким образ., строение репетекских Г. совершенно аналогично известным кальцитам Фонтенебло (см. включения в минералах). Подобного строения кристаллы Г. попадаются и в других пунктах Туркестана, напр., в барханной полосе побережья Сыр-Дарьи, бл. рудника Наукат. Когда ветром выдувается песок, заключенные в нем кристаллы Г. обнажаются и красиво выделяются на поверхности песка бугорками. В различных местностях, где осуществляются соответственные условия, наблюдаются аналогичные образования Г., напр., в департ. Константины (Алжир) - известные "roses du dеsert" - розы пустыни. Вообще всюду, где имеются воды, содержания сульфат кальция, и где имеется возможность испарения, происходит образование Г. Эту повсеместность справедливо оттеняет Бишоф в своей замечательной книге ("Chemische u. physik. Geologie", 1863,1, 547), говоря, что перечислять примеры подобных отложений Г. было бы "как утомительно, так и бесцельно".

Известен Г. как продукт выделения из различных горячих источников (напр., многие пиренейские местор.), так равно и из холодных. Поучительно образование волокнистых корок Г., представляющих часто концентрические зоны различной окраски, происходящее в наших водопроводных трубах, если протекающие воды достаточно богаты сульфатом извести. Ограниченную область распространения имеет Г., как один из постоянных минералов, образующихся в результате деятельности вулканических фумарол (сольфатар).

Весьма часто встречается Г. как вторичный продукт, в тех месторождениях, которые содержат сернистые минералы, гл. обр. серный колчедан - FeS₂ и кальциевый минерал - СаСO₃. Серный колчедан, как известно, легко подвергается процессу окисления: FeS₂+O₇+8H₂O=FeSO₄.7H₂O+H₂SO₄. Получаемая в результате серная кислота, а равно и сульфат железа, действуя на СаСO₃, вызывают образование Г. В зависимости от тех условий, в каких протекают эти реакции, месторождения Г. обнаруживают свои характерные особенности. Нередко отлично образованные, изолированные кристаллы Г. такого происхождения встречаются в глинах различного возраста, так напр., крупные кристаллы Г., до 15 сант. и более в длину, можно наблюдать в большом количестве в нижнемеловых глинах правобережья Волги и Симбирской г. и др. - Серный колчедан - неизменный спутник разнообразных рудных месторождений, и потому в поясе окисления их весьма обычно наблюдается Г.

Из двух имеющихся в земной коре сульфатов кальция - безводного и водного, последний, т. е. Г., является в обыкновенных условиях более устойчивым, поэтому нередко наблюдается Г., происшедший путем гидратации ангидрита, а так как при этом процессе происходит увеличение объема, то Г. принимает своеобразную форму (рис. 4 - печенковый, змеиный Г.), указывающую на способ образования его. Несравненно реже имеет место обратный процесс - потеря воды Г. и превращение его в ангидрит.

Рис. 4

Г. сравнительно легко растворяется, поэтому в земной коре идет часто выщелачивание Г. циркулирующими в земных слоях водами. Обогащенные сернокислым кальцием воды могут выделить захваченный материал в какой-либо другой местности - получается новое месторождение Г. Если выщелачивание захватывает значительные толщи Г., и таким образом вместо этих толщ получаются обширные пустоты, то вышележащие слои нередко проваливаются. Такими провалами обусловливаются иногда небольшие местные землетрясения. В связи с относительно легкой растворимостью Г. стоит и образование многочисленных псевдоморфоз различных минералов по Г., особенно часты псевдоморфозы кварца и кальцита по Г. В некоторых случаях Г. может подвергаться раскислению, получается сернистый кальций, сероводород и, как конечный продукт, самородная сера. Ряд месторождений самородной серы обязан такому процессу превращения Г.

Я. Самойлов.

Источники:

1. Энциклопедический словарь Русского библиографического института Гранат. Том 14/13-е стереотипное издание, до 33-го тома под редакцией проф. Ю. С. Гамбурова, проф. В. Я. Железнова, проф. М. М. Ковалевского, проф. С. А. Муромцева и проф. К. А. Тимирязева- Москва: Русский Библиографический Институт Гранат - 1939.