Месторождения минерала гипс. Физические свойства, разновидности и фото гипса

Гипс - минерал, водный сульфат кальция. Синонимы: гипсовый камень, зеркальный камень, монмартит, песчаная роза, роза пустыни, шпат гипсовый.

Химический состав. Окись кальция (СаО) 32,6%, трехокись серы (SO 3) 46,5%, вода (Н 2 О) 20,9%. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки

Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп 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.

Разновидности минерала

Месторождения минерала Гипс

• Ульяновская область
• Гаурдак
• Керчь, город
• Пинега
• Казахстан
• Нижегородская область
• Мексика
• Молдавия
• Россия
• Украина
• Туркменистан
• Архангельская область
• Республика Крым
• Узбекистан
• Челябинская область
• Алжир
• копейские угольные отвалы
• Беларусь
• Польша
• Киргизия
• Нарынская область

Гипс - природный минерал из класса сульфатов. Из всех природных сульфатов в строительной индустрии имеет наибольшее значение. В природе находится в виде дигидрата - двуводный сульфат кальция CaSO 4 . 2H 2 O и в безводном состоянии - ангидрит CaSO 4 .

В основном гипс используют преимущественно как сырье для производства низко- и высокообжиговых гипсовых вяжущих и в качестве добавки, вводимой при помоле клинкера портландцемента и его разновидностей с целью регулирования сроков схватывания.

Другим направлением использования природного гипса является изготовление стеновых и перегородочных изделий, что обусловлено его низкой теплопроводностью: при 30°С 0,28-0,34 Вт/(м.K).

Природный двуводный гипс - горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных и мелких кристаллов CaSO 4 . 2H 2 O. Сростки кристаллов гипса могут образовывать гипсовые розы . Плотные образования гипса называют гипсовым камнем .

Структурные различия

По внешнему виду и строению горной породы различают:

• кристаллический прозрачный гипс;
• пойкилитовый или песчанистый гипс - кристаллы, переполненные песком.

  Пойкилит (англ. Poikilite) - кристалл или зерно, в котором содержатся многочисленные включения других минералов, которые были захвачены во время роста индивида.

• гипсовый шпат - пластинчатый минерал с плоскими прозрачными кристаллами слоистой структуры, индивиды довольно крупных размеров, прозрачные (марьин глаз);
• селенит - параллельно-тонковолокнистый гипс, желтоватого цвета с шелковистым блеском
• зернистый гипс;
• алебастр

Различают кристаллическую, волокнистую, зернистую и песчанистую разности гипса.

Под разностью подразумевают совокупность минеральных индивидов одного минерального вида, различающиеся по морфологическим признакам. Например, разности гипса: "марьино стекло" - пластинчатый гипс, селенит - волокнистый гипс.

Гипс образует сплошные мраморовидные массы, жилковатые скопления, а также единичные кристаллы и друзы. Облик его кристаллов обычно пластинчатый, столбчатый и игольчатый.

Физические свойства гипса

Кристаллическая решетка двуводного гипса и ангидрита

В кристаллической решетке двуводного гипса каждый атом кальция окружен шестью комплексными группами, состоящими из четырех тетраэдров и двух молекул воды. Структура кристаллической решетки этого соединения слоистая. Слои образованы, с одной стороны, ионами Са 2 + и группами SO 4 -2 , а с другой - молекулами воды. Каждая молекула воды связана как с ионами Са 2+, так и с ближним сульфатным тетраэдром. Внутри слоя, содержащего ионы Са 2 + и SO 4 -2 имеются относительно прочные (ионные) связи, в то время как в направлении к слоям, содержащим молекулы воды, связь слоев значительно слабее. Поэтому при тепловой обработке двуводный гипс легко теряет воду (процесс дегидратации). На практике этот процесс можно проводить до различной степени его завершенности и в зависимости от этого получать гипсовые вяжущие различных модификаций с различными свойствами.

В кристаллической решетке ангидрита ионы серы располагаются в центрах тетраэдрических групп кислорода, а каждый ион кальция окружен восемью ионами. Большей частью ангидрит образует сплошные массы, но встречаются кубические, короткостолбчатые и другие кристаллы.

Нагревание гипса

Под паяльной трубкой гипс теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На кривых нагревания гипса наблюдаются три эффекта:

• при 80-90°С выделяется некоторое количество Н 2 0;
• при 140°С гипс переходит в полугидрат;
• при температуре 140-220°С происходит полное выделение воды;
• при температуре 400°С гипс оказывается намертво обожженным.

Растворимость гипса

Гипс обладает заметной растворимостью в воде (около 2 г/л при 20°С). Замечательной особенностью гипса является то, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38 °С, а затем довольно быстро падает.

Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107 °С вследствие образования "полугидрата" - CaSO 4 . 0,5H 2 O. Растворимость гипса увеличивается в присутствии некоторых электролитов (например, NaCl, (NH 4) 2 SO 4 и минеральных кислот).

Из раствора гипс кристаллизуется в виде характерных игольчатых кристаллов, белых или окрашенных примесями.

Гипс от греческого - штукатурка, легко определяется по следующим свойствам:

• низкая твердость;
• обильный возгон воды в закрытой трубке;
• в пламени спиртовки белеет (мутнеет) и рассыпается в порошок, плавится в белую эмаль, которая дает щелочную реакцию;
• относительно плохо растворяется в воде и кислотах.

Растворение ангидрита ⎼ это непосредственное взаимодействие воды и сульфата кальция, насыщение наступает, когда энергия гидратированного иона станет равна энергии иона в решетке. Обычно такое растворение сопровождается небольшим тепловыделением (не всегда и не для всех солей). Основным фактором влияния при этом является температура.

Процесс растворения солей зависит и от свойств растворителя (воды), его минерализации, состава и рН-среды. Так, растворимость гипса возрастает с увеличением от содержания в воде солей хлористого натрия и магния. В дистиллированной воде растворимость гипса составляет 2 г/л, а в высококонцентрированных растворах NaCl (100 г/л) или MgCl (200 г/л) растворимость гипса увеличивается соответственно до 6,5 и 10 г/л.

Гипс хорошо растворяется в щелочах и соляной кислоте. С ростом концентрации раствора щелочи от 0,1 н. до 1 н. растворимость гипса резко возрастает. Таким образом, в зависимости от минерализации и состава растворителя скорость растворения гипса может изменяться в широких пределах, что необходимо учитывать при его выщелачивании из породы.

CaSO 4 + NaCl = NaSO 4 + CaCl 2

CaSO 4 + MgCl = MgSO 4 + CaCl 2

Разновидность гипса

Селенит

Селенит - это волокнистая разность гипса, полупрозрачный минерал, прочнее алебастра. Мягкий, твёрдость 2 по шкале Мооса (легко царапается ногтем). В качестве включений может содержать глину, песок, редко - гематит, серу, органические примеси.

Имеет шелковистый блеск. После полировки благодаря параллельно расположенным волокнам имеет красивый переливчатый оптический эффект, аналогичный эффекту кошачьего глаза..

Цветовая гамма представлена розовыми, голубыми, желтыми и красновато-перламутровыми оттенками. Можно встретить и кристально-белый селенит.

Применяется как поделочный камень для изготовления бижутерии, фигурок, резных художественно-бытовых изделий. Легко шлифуется наждачной бумагой и хорошо полируется. Изделия из селенита легко затираются и теряют полировку из-за малой твёрдости и после эксплуатации требуют повторной обработки.

Алебастр

Название "alabastrites", появилось от названия города Алебастрон в Египте, где камень добывался. Алебастр высоко ценился и использовался для изготовления маленьких сосудов для парфюмерных изделий и ваз для мазей. Нарезанный тонкими листами, алебастр достаточно прозрачен поэтому использовался для "остекления" окон.

Сегодня алебастр это основное сырье для производства гипса - порошкообразного вяжущего материала, получаемого путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO 4 . 2H 2 O при температуре от 100°C и выше.

Напомню, что алебастр - наиболее чистый тонкозернистый гипс, напоминающую по внешнему виду мрамор, белого цвета или светлоокрашенный.

Ангидрит

Ангидрит (от др.-греч. "лишённый воды") - безводный сульфат кальция. Ангидрит может быть белым, голубоватым, сероватым, реже красноватым.

При добавлении воды увеличивается в объёме примерно на 30 % и постепенно превращается в двуводный гипс.

Отложения ангидрита образуются в осадочных толщах главным образом в результате обезвоживания отложений гипса.

Ангидрит иногда используется как дешёвый декоративно-поделочный камень, по твёрдости занимающий промежуточное положение между яшмой, нефритом и агатом, с одной стороны, и мягким селенитом и кальцитом - с другой.

В наши дни применяется для производства безобжиговых и высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ, а также в качестве добавки для производства цемента.

Минерал, производный от кальция - его водный сульфат, который называется гипс. Он имеет много названий-синонимов: монмартит, роза пустыни, гипсовый шпат (кристаллические и листовые формы). Образец волокнистой структуры - это селенит, зернистой - алебастр. Речь пойдёт о разновидностях и свойствах этого камня, его распространённости по стране и применении в строительстве, медицине и других направлениях хозяйства.

Историческая справка

В результате произошедшего 20―30 млн лет назад испарения морей образовался гипс - минерал, который стали использовать древние цивилизации. Камень и сегодня имеет большой спрос, несмотря на появление множества современных материалов.

Произошло это почти 10 тысяч лет назад. Свидетельствами того, что в древнем Египте, Ассирии, Греции и Римском государстве использовали гипс, являются:

В Англии и Франции, начиная с XVI века, гипсом стали покрывать деревянные строения, защищая их от пожаров. Год 1700 считают началом использования минерала в качестве удобрения. Для создания архитектурных форм в России XVII-XVIII вв. широко использовали гипсовый декор, а в 1855 г. русский хирург Н. И.

Пирогов во время Крымской войны изобрёл и начал применять для лечения раненых гипсовую повязку, фиксирующую конечности. Это позволило уберечь многих солдат от потери руки или ноги.

Описание минерала

Возникающий из осадочных горных пород минерал из класса сульфатов получил название гипса. Его химическая формула выглядит так: CaSO4·2H2O. По внешнему виду отмечается неметаллический блеск: шелковистый, перламутровый, стеклянный или матовый. Камень бесцветный или окрашен белым, розовым, серым, желтоватым, синим и красным оттенками. Описание других показателей:

• плотность 2,2―2,4 т/м3;
• твёрдость по шкале Мооса 2,0 ;
• спайность - совершенная, легко отделяются тонкие пластинки от кристаллов слоистой структуры;
• черта, проведённая по камню - белая.

Вот из чего состоит гипс: окись кальция СаО - 33%, вода Н2О - 21%, трехокись серы SO 3 - 46%. Примеси обычно отсутствуют.

Если рассматривать камень как горную породу, то в составе присутствуют кальцит, доломит, гидроокислы железа, ангидрит, сера и собственно сам гипс. Происхождение осадочное, по условиям создания различают первичные формы, которые образовались путём химического осаждения в солёных водоёмах, или вторичные производные - они возникли в результате гидратации ангидрита. Может скапливаться в зонах самородной серы и сульфидов: от ветровой эрозии образуются гипсовые шляпы, загрязнённые примесями.

Качество сырья для производства гипса зависит от содержания двухводной сернокислой соли кальция CaSO4·2H2O - оно варьирует в диапазоне 70―90%. Конечной формой для применения является минеральный порошок, его получают размолом обожжённого во вращающихся печах гипсового камня.

Свойства и применение

В природе физические особенности строения заключаются в многообразии форм: плотные и зернистые, землистые, листоватые и волокнистые, конкреции и пылевидные массы. В пустотах обнаруживаются в виде друз кристаллов. Растворимость гипса в воде повышается с температурой до 37―38ºС, затем уменьшается, и по достижении 107ºС минерал переходит в состояние полугидрата CaSO4·½H2O. При добавлении малого количества серной кислоты в воду растворимость улучшается. На НС l реагирует слабо.

В готовых строительных смесях свойства гипса передаются самому порошку. Изделия обретают качества основного вещества с характеристиками:

• плотность насыпная 850―1150 кг/м3, меньшие значения для более тонкого помола;
• огнестойкость высокая: у алебастра температура плавления 1450ºС;
• схватываемость - начало через 4―7 минут, окончание - спустя полчаса, для замедления отвердевания добавляют животный клей, растворимый в воде;
• прочность на сжатие рядовых образцов 4―6 МПа, высокопрочных 15―40.

Плохая теплопроводность - на уровне кирпича (около 0,14 Вт/(м·град)) позволяет использовать изделия на гипсовой основе в пожароопасных конструкциях. Первые образцы применения камня в этом качестве найдены в Сирии - им больше 9 тысяч лет.

Природные виды

Геологи установили несколько десятков разновидностей гипса, но основных выделяют три. К ним относятся:

Про другие разновидности знают немногие: гипсовый шпат (крупнокристаллический и листовой), кишечный или змеиный камень серого цвета с белыми, червеобразно изогнутыми прожилками. Другая малоизвестная форма - землистый гипс.

Разновидности для практического применения

Использование водного сульфата кальция совместно с другими вяжущими веществами позволяет получить существенную экономию на более дорогих материалах. Прошедший стадию переработки алебастр подразделяют на следующие классы:

Существуют и другие разновидности, но на практике пользуются ограниченным перечнем. Аналогом является мелкодисперсная пыль серовато-белого цвета - алебастровый порошок, который получают из гипса путем термической обработки.

Другие направления использования

В необработанном виде камень применяют как добавку в производстве портландцемента, изготовления скульптур и поделок. Перечень дополнительных направлений:

Нетрадиционное направление - магия. Считается, что гипс притягивает благополучие и удачу, подсказывает поступки человека в сложной ситуации. Астрологи рекомендуют амулеты из этого минерала особам, родившимся под знаками Льва, Овна и Козерога.

Месторождения камня

Распространение гипса в земной коре наблюдается повсюду, преимущественно в пластах осадочных пород мощностью 20―30 м. Мировая добыча составляет около 110 млн т камня в год. Крупнейшими производителями являются Турция, Канада, США, Испания и Иран. Из уникальных можно отметить термальные пещеры Naica Mine в Мексике, где были найдены друзы гигантских кристаллов гипса длиной 11 м.

Многочисленные месторождения верхнеюрского периода расположены на территории стран ближнего зарубежья: Северный Кавказ, среднеазиатские республики. В России насчитывается 86 промышленных залежей, но 90% добычи приходится на 19 месторождений, из которых можно выделить 9 крупнейших: Баскунчакское, Болоховское, Лазинское, Новомосковское, Оболенское, Павловское, Плетнёвское, Порецкое, Скуратовское. Их доля в добыче 75% от общероссийской. Большинство месторождений представлены смесью гипса и ангидрита в соотношении 9:1. В России ежегодно добывают 6 млн тонн, что составляет 5,5% от мирового объёма.

Гипс является самым известным минералом. Его еще по-другому называют шелковый шпат, уральский елинит, гипсовый шпат, марьино стекло. Камень представляет собой водный сульфат кальция. Цветовая гамма может быть белоснежной, либо с розовинкой, либо же кремовой. Обладает шелковым блеском. Его твердость составляет 2,0, а плотность приравнивается к 2,3 г/см3. Минерал ценится не только в стройматериалах. Тысячу лет тому назад люди увидели, что измельченный гипс может побороться с засолением почвы. Чтобы значительно повысить урожай, минерал внедряли в почву.

Многие народы считали минерал кормильцем. Из него строили города. С ним до сих пор работают скульпторы, возделывая невероятной красоты статуи, травматологи с его помощью спасают жизни, маляры и штукатуры обделывают помещения, еще его ценят производители бумаги.

Кристаллы минерала бывают тонко- и толстотабличные, иногда могут быть сильно большими. Агрегаты – зернистые, листоватые и плотные. Каждый минерал отличается по своему генезису. В-первых, может быть минерал, который скопился как осадок, химический состав которого был изменен в процессе высыхания озер рапа. Во-вторых, минерал мог образоваться во время выветривания отложений серы. Минерал можно найти на любом континенте. Но, самые большие месторождения можно найти в: Америке, Канаде, Египте, Германии, Словакии.

Целебные свойства гипса

Широкую популярность получил гипс в медицине, благодаря своему вяжущему свойству. Он помогает срастаться костям, лечить растяжения, вывихи, и другие травмы. Порошок из камня способен избавить от появления большого количества пота, а разведенный порошок вместе с водой и маслом растительным станет отличной маской, выполняющей функцию тоника.

Кристаллическая структура гипса способна удерживать тяжелые металлы. На сегодняшний день часто стала применяться процедура оборачивания в раздробленный камень. Содержащиеся в нем сера и кальций способны вытягивать вредные вещества из кожи, что способствует оздоровлению всего организма.

Если рассматривать селенитовый шар (селенит – представляет волокнистую разновидность минерала) – можно в значительной степени успокоить нервную систему и улучшить внимание.

Гипс — его магические свойства. Обереги и талисманы

Основное магическое свойство минерала – поглощать страсти. Его рекомендуют носить личностям слишком вспыльчивым и нервным. Применять кристаллы минерала в ритуалах очень сложно, потому что камень способен показывать человеку суету его затей и примитивность действий. Магические свойства камень оказывает на гордых и самоуверенных личностей, а вот на нерешительного человека может оказать плохое действие.

Камень является малоактивным. Не делает попыток полностью завладеть человеком, или подсказать ему, как лучше поступить в сложной ситуации, не притягивает успех, любовь или удачу.

Гипс – соотношение по знакам зодиака и стихиям

Талисман из минерала рекомендуется носить лицам, родившимся под знаками: Овна, Льва и Стрельца. Он поможет сделать их рассудительнее, спокойнее и уравновешеннее. Минерал поможет справиться со многими проблемами человека, в особенности утихомирить его гордость и высокомерие. Камень способен оказать хозяину все недостатки завышенной самооценки.

Гипс и украшения из него

Гипс часто применяют для украшения интерьера. Тут идет речь не о гипсовых поделках, а о кристаллических образованиях. «Розы пустыни» — так называют сростки искривленных пластин минерала, которые напоминают . Они очень схожи между собой, особенно когда размер агрегата не превышает размер цветка розы, краска пластин белая почти прозрачная, лепесточки же тонкие и выглядят как настоящие.

Такие экземпляры очень редкие и достаточно дорогие. В основном «розы пустыни» не так уж и невзрачны, их добывают сотнями местные жители и при этом продают на вес. Но даже самая простая роза из минерала станет замечательным объектом любого интерьера. Кристаллы минерала могут вырасти до огромных размеров, и они будут отличаться своим качеством. В огранку минерал практически не попадает, потому как друзы кристалликов весьма разнообразны и декоративны. На протяжении всей жизни можно собирать кристаллы этого минерала, но отразить все его формы в конечном итоге не получится.

Ювелирные украшения из минерала больше носят характер сувениров. Потому как камень не может служить слишком долгое время. Из обезвоженного камня, который еще называют ангидрит, изготавливают скульптуры для украшения интерьера. Но стоить знать, что сделанные статуи из ангидрита не рекомендуют помещать во влажных местах. Потому что камень способен впитывать влагу, что в конечном итоге приведет его к большому размеру и к потере декоративного вида.

Камни, водка, байки у костра. Геология, однако.

В телевизионной игре "Кто хочет стать миллионером" игрокам был задан вопрос: - "Какой минерал образует красивую прозрачную разновидность "Марьино стекло"? Предлагались варианты: слюда, шпинель, гипс, киноварь. Вариант "гипс" игроками не рассматривался. Заурядный строительный материал в виде порошка, да ассоциации в голове с применением гипса при переломах рук и ног. Не угадали.

Марьино стекло - это прозрачные пластинки расслоенного монокристалла минерала гипса. В таблице Мооса гипс - эталон по твердости в два балла. Мягкий. Можно царапать ногтем. Кристаллы не редкие, можно находить по берегам рек, ручьев, в оврагах, да и на огородах встречаются. Не всюду, но в России много таких проявлений.

Название, как я понимаю, дали на Руси. На сайтах о марьином стекле примитивные заблуждения: -применяется широко в различных промышленных отраслях, в медицине, в строительной сфере(делают карнизы и барельефы); очень часто используют в оптике; изготавливают сувенирную продукцию - статуэтки и шкатулки. В старину пластинчатые кристаллы гипса широко использовали при отделке в оформлении икон Девы Марии, откуда и пошло это название. Обладает прочностью… Байки и пересказы.

В различных промышленных отраслях, в медицине, в строительной сфере применяют обезвоженную породу гипса - алебастр. Из него же карнизы, барельефы, гипсокартон.

Ни одного примера очень частого применения в оптике. Кристаллы гипса мягкие и хрупкие. По каким - то причинам может и было разовое применение в экспериментальных опытах.

По причине малых размеров монокристаллов, хрупкости и мягкости, шкатулки из марьиного стекла не получатся. А статуэтки и другую сувенирную продукцию делают из другой разновидности гипса - длинноволокнистого, с шелковистым переливом медового цвета, "лунного камня" селенита, которого множество на Урале.

Трудно понять, как отделывали и оформляли иконы с образами святых? По кристаллическим характеристикам кристаллы гипса имеют " весьма совершенную спайность". Можно тонким лезвием ножа расслаивать кристалл на многочисленные тонкие пластинки любой толщины, исходя из способностей и мастерства любопытствующего. Пластинки получатся по размерам не больше спичечного коробка. Все ли знали об этом свойстве камня на Руси (широко применяли)? Как пластинки крепили по живописи на иконы? Зачем? Одна пластинка не закроет образ Девы Марии.

Приходилось в разных музейных галереях видеть коллекции икон. Ни одной иконы с марьиным стеклом. Проконсультировался у иконописцев. Первый раз слышат о технологии применения минерала в оформлении икон. Уж на что горазд интернет, тоже ни одной фотографии. Откуда же взялась такая легенда?

Сдается мне, что бытовое название минерал получил по местности, где скопились россыпи кристаллов. Запросил в поисковике слово " Марьино". Очень много таких населенных пунктов в России (на Руси). Добавил к слову:роща, лес, овраг, ручей, поляна. Нашлось все. А как прочитал о Марьиной поляне близ Кыштыма в Челябинской области, так все сомнения отпали, как появилось название "Марьино стекло". Урал! Местные сказы о камнях самоцветах.

Есть у любителей камней в коллекции магнитогорские агаты и сердолики с поля чудес под Магнитогорском. Поле колхозное, фермерское - сельхозугодие. Любители камня приезжают в Магнитогорск весной и осенью, когда вспахивают поле под урожай. На свежевспаханной земле везунчики собирают как картошку агаты и сердолики.

Привозил с экспедиций кристаллы гипса, рассказывал и показывал детям, как расслаивать на пластинки марьино стекло. Те с восторгом уносили диковины в школу.

Самоцветы в алфавитном порядке на странице автора

Фото из интернета