Галогениды
К данной группе минералов относятся фтористые, хлористые, бромистые и йодистые соединения. Галогениды составляют около 100 минералов и слагают около 0,5% по весу от земной коры. Наибольшим распространением пользуются фтористые соединения (фториды) и хлористые — хлориды. Фториды в большинстве споем генетически связаны с магматической деятельностью я являются продуктами гидротермальной или пневматолитовой стадий и лишь иногда имеют осадочное происхождение. Хлориды преимущественно связаны с осадками морей и озер и являются главными минералами соленосных толщ.
Галогениды натрия и калия - типичные ионные соединения. Ионы в кристаллохимической структуре этих галогенидов слабо поляризованы. Все это определяет их физические свойства — прозрачность, стеклянный блеск, небольшие удельный вес и твердость, низкие показатели преломления, легкую растворимость в воде. В галогенидах тяжелых металлов при замене калия и натрия, например, серебром ионные связи меняются на ионно-ковалентные. То же происходит и при замене хлора на фтор. Благодаря этому меняются физические свойства таких галогенидов: флюорит, например, нерастворим в воде, имеет большие удельный вес и твердость и т. д.
Фториды
Флюорит (плавиковый шпат) - CaF2. Название происходит от латинского слова «флюере» — течь, в связи с легкоплавкостью руд в смеси с этим минералом. Химический состав: Ca —51.33%. F — 48.67%. Кальций иногда замещается иттрием и церием. Сингония кубическая. Твердость 4. Уд. вес 3,0—3,2. Морфология. Зернистые агрегаты, сростки кристаллов, друзы, щетки, реже землистые массы. Наиболее характерны кубические и октаэдрическне кристаллы. Часто — двойники (см. рис. 22,1, 9). Спайность совершенная по октаэдру. Излом неровный, плоскораковистый. Блеск стеклянный. Прозрачен. Цвет водяно-прозрачный, различных оттенков: фиолетовый, зеленый, желтый, голубой, коричневый, розовый и др. Черта бесцветная. Разновидности. Ратовкит — землистая разность флюорита вторичного происхождения, связан с осадочными породами. Оптический флюорит — прозрачный, бесцветный. Особые свойства: хрупок, обладает свойством светиться в катодных лучах (флюоресценция). Некоторые разности светятся при нагревании (термолюминесценция). Происхождение. Гидротермальное, иногда пневматолитовое в грейзенах. Ратовкит — осадочный. Парагенезис. Встречается в ассоциации с кварцем, кальцитом, баритом, сульфидами свинца, цинка, сурьмы, железа и др. В грейзенах - с мусковитом, топазом, турмалином, вольфрамитом, касситеритом. С ратовкитом - опал, халцедон, доломит, гипс. Месторождения. Забайкалье (Калангуй, Солнечное), Средняя Азия, Таймыр, Великобритания, США, Чехословакия. Значение. Используется как флюс в металлургии. Для получения фтористых соединений. В оптике. Поделочный камень.
Хлориды
Галит (каменная соль) — NaCl. Название происходит от греческого слова «алс» - соль. Химический состав: Na —39,34%, Cl - 60,66%. Как изоморфная примесь содержится бром (до 0,098%). Отмечались примеси: гелия, аммиака, марганца, меди, галлия, мышьяка, иода и др. Сингония кубическая. Твердость 2. Уд. пес 2,2. Морфология. Кристаллически-зернистые агрегаты, кристаллы, друзы, сталактиты, корки, выцветы. Облик кристаллов — обычно кубический, реже октаэдрический. Спайность совершенная по кубу. Излом раковистый. Блеск стеклянный, жирный (на несвежей поверхности). Цвет. Прозрачный, бесцветный, белый, серый, черный; красный, голубой и других цветов - зависит от примесей и радиоактивного облучения за счет радиоактивных примесей 40К и рубидия. Черта бесцветная. Разновидности. Плотные кристаллические массы, отложившиеся в прежние геологические периоды, называют каменной солью; рыхлые разности галита, возникающие в современных бассейнах в засушливом климате, называют самосадочной солью. Особые свойства. Хрупок. Гигроскопичен. Диэлектрик. Диамагнитен. Соленый. Окрашивает пламя в желтый цвет. Растворим в воде. Происхождение. Химический осадок морей и озер. Парагенезис. Встречается с гипсом, ангидритом, карналлитом, сильвином и другими солями. Месторождения. Соликамск. Старобинское (Белоруссия). Сольвычегодское (Архангельская область), Артемовское (Донбасс), Эльтон и Баскунчак и др. За границей: Стассфурт (ГДР), Величка (Польша), Индия, США. Значение. Пищевой продукт и консервирующее средство. Используется в химической, лакокрасочной, фармацевтической, кожевенной, холодильной и других отраслях промышленности.
Сильвин — КСl. Назван в честь голландского химика Сильвия де ля Баш. Химический состав: К — 52,44%, С1— 47,56%. Всегда содержит в качестве изоморфной примеси бром, иногда иод. Сингония кубическая. Твердость 2. Уд. вес 2. Морфология. Зернистые и плотные массы, корочки, кристаллы обычно кубического облика, реже октаэдрические, призматические и таблитчатые. Спайность совершенная по кубу. Излом неровный. Блеск стеклянный. Прозрачен или просвечивает. Цвет бесцветный, молочно-белый, серый, желтый, красный и др. Черта бесцветная. Особые свойства. От галита отличается но жгуче-соленому вкусу. Окрашивает пламя в фиолетовый цвет. Менее хрупок, чем галит. Растворим в воде. Диэлектрик. Происхождение. Образуется в усыхающих водоемах. Отлагается из растворов одним из последних, поэтому залегает в верхах солеиосных толщ. Парагенезис. Ассоциирует с галитом, образуя галито-сильвиновую породу, называемую сильвинитом. Встречается совместно с карналлитом, гипсом, ангидритом и другими солями. Месторождения. Старобинское (БССР), Соликамск. Эльзас (Франция;, Стассфурт (ГДР). США, Канада. Значение. Калийное удобрение. Сырье для соединении калия. Прозрачные кристаллы идут на изготовление призм спектрометров.
Карналлит— KMgCl3 . 6H2O. Назван по имени немецкого инженера Р. Карналля. Химический состав: К—14,07%, Мg — 8,75%, С1-38,28%, Н2O-38,90%. Сингония ромбическая. Твердость 2,5. Уд. вес 1,6. Морфология. Зернистые массы, кристаллы (редко). Спайность отсутствует. Излом раковистый. Блеск на изломе жирный. Прозрачен, просвечивает. Цвет. Бесцветный. Молочно-белый. Обычно красный, бурый, желтый. Черта бесцветная. Особые свойства. Диэлектрик. Очень легко растворяется в воде. Легко расплывается во влажном воздухе. Вкус горько-соленый. Гигроскопичен. Хорошо отличается от галита и сильвина по скрипу, издаваемому при сверлении металлическим острием. Потрескивает при растворении с выделением пузырьков газа. Происхождение. Химический осадок усыхающих бассейнов. Выпадает в осадок одним из последних и слагает верх соленосных слоёв. Парагенезис. Ассоциирует с галитом, сильвином, гипсом, ангидритом и др. Месторождения. Соликамское, Старобинское, Стассфурт (ГДР), США, Тунис, Великобритания. Значение. Калийное удобрение. Руда па калий, магний; бром.
Окислы и гидроокислы
Минералы группы окислов и гидроокислов представляют собой соединения элементов с кислородом, в гидроокислах присутствует гидроксил или вода, или то и другое вместе. Окислы слагают около 17% от веса земной коры. Их общее количество — около 200 минералов. Наиболее распространены окислы и гидроокислы кремния (12,0%) и железа (4%). Наибольшее развитие среди остальных имеют окислы и гидроокислы алюминия, марганца, титана и хрома. Среди окислов выделяют простые и сложные. В простых окислах соотношение между катионами и анионами изменяется от 2 : 1 до 1:2 (R2О, R2О3, RO2). Для сложных окислов характерны двойные соединения типа RО . R2О3.
Для минералов данной группы преобладает ионный тип химической связи. Кристаллохимические структуры характеризуются обычно тетраэдрической или октаэдри-ческой группировкой кислорода и гидроксильных групп. Катионы находятся, таким образом, в четверном или шестерном окружении кислорода. Следует отметить, что двухвалентные ионы кислорода и одновалентные ноны гидроксила имеют почти одинаковые размеры (О2-1,32 А, ОН-1,33 А).
Окислы и гидроокислы различного происхождения, но большинство из них возникло при экзогенных процессах в верхних частях земной коры. Ряд эндогенных минералов в поверхностных условиях разлагается и переходит в окислы и гидроокислы. Некоторые окислы, благодаря своей устойчивости в окислительной обстановке и большой твердости, накапливаются в россыпях (рутил, касситерит, ильменит, магнетит).
Ниже рассматриваются наиболее распространенные и важные в промышленном отношении окислы и гидроокислы кремния, железа, алюминия, марганца, титана, хрома и олова.
Окислы и гидроокислы кремния
Кварц SiO2. Образует, две модификации: a-кварц — низкотемпературный, устойчивый до 573° С, тригональной сингонии и b-кварц — высокотемпературный, устойчивый в пределах 573 — 867° С, гексагональной сингонии. В природе наиболее распространен a-кварц.
Рис. 54.Друза кристаллов мориона. Длина наибольшего кристалла 75см, диаметр 35см. Изколлекции Минералогического музея ТСХА
Последующее описание относится к этой низкотемпературной разности, называемой в дальнейшем просто кварцем. Химический состав: Si — 46,7%, О — 53,3%. Твердость 7. Уд. вес 2,65. Морфология. Зернистые и кристаллические агрегаты, кристаллы, друзы, щетки, жеоды. Формы граней весьма разнообразны. Характерны грани призмы, тригональной дипирамиды, тригонального трапецоэдра. Размеры кристаллов бывают весьма разнообразны: от микроскопических выделений до кристаллов-гигантов. Так, в Казахстане в 1961 г. был найден кристалл весом в 70 т, размером с двухэтажный дом. По периметру он оброс кристаллами длиной в 1 м. Кристалл кварца показан на рис. 54, а также см. рис. 3, II, 23. Нередко наблюдаются двойники, сростки (см. рис. 31). Спайность весьма несовершенная. Излом раковистый, неровный. Блеск стеклянный (на гранях) до алмазного, жирный, матовый (на изломе). Прозрачен. Цвет. Бесцветен. Окраска обусловлена наличием механических включений, дефектами в решетке, облучением. Молочно-белый, серый, фиолетовый, дымчатый, черный, синий, розовый, зеленый, бурый, желтый и др. Черта. Бесцветная. Разновидности. Горный хрусталь (прозрачный). Аметист (фиолетовый). Дымчатый кварц (раухтопаз). Морион (буро-черный). Цитрин (желтый). Розовый кварц. Молочный кварц. Празем (зеленый). Сагенит (волосатик) — кварц с включением игольчатых выделений рутила. Особые свойства. Пропускает ультрафиолетовые лучи. Обладает свойством пьезоэлектризации: при механическом воздействии в нем возникают электрические заряды. Диамагнитен. С кислотами не реагирует, за исключением НР. Стоек к выветриванию; разрушается только механически и образует россыпи кварцевых песков
Рис. 55.
Прожилок халцедона эффузивной породе
Часто имеет поперечную штриховку па гранях. Происхождение. Возникает в самых различных условиях: магматический (в изверженных горных породах), пегматитовый (в пегматитах), гидротермальный (жильный кварц), в метаморфических и осадочных породах. Парагенезис. Характерен для кислых и средних изверженных пород в ассоциации с полевыми шпатами, слюдой, роговой обманкой. В гидротермальных жилах выделяется с золотом, разнообразными сульфидами, вольфрамитом, касситеритом, топазом, бериллом, кальцитом, баритом и др. Месторождения. Горный хрусталь добывается на Урале. Алдане, Памире. Аметист — на Урале, Кольском полуострове, в Забайкалье, на Украине. Кварцевые пески разрабатываются во многих районах страны. За рубежом горный хрусталь добывается в Швейцарских Альпах, в Бразилии, на Мадагаскаре, аметист — в Уругвае. Значение. Для получения кремния. В стекловарении, огнеупорной и химической промышленности. При производстве фарфора и фаянса. В пьезо- и радиотехнике. В строительстве (пески), в абразивной промышленности. Ювелирное дело.
Халцедон — SiO2. Скрытокристаллическая разновидность кварца. Твердость 7 -8. Уд. вес 2,5—2,6. Морфология. Сплошные массы, натечные, почковидные, сталактитоподобные образования (рис. 55). Под микроскопом обнаруживает параллельно пли радиально-волокнистое, а также сферолитоподобное строение агрегатов. Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Просвечивает. Блеск восковой, матовый. Цвет белый, серый, голубоватый, желтоватый, коричневатый и др. Черта бесцветная. Разновидное т п. Сердолик или карнеол — желто-красный, красный, восково-желтый. Сапфиринголубовато-серый. Хризопраз — яблочно-зеленый. Гелиотроп - зеленый с красными пятнами. Агат— полосчатый, красивой окраски разных цветов. Оникс— ленточно-полосатый, разной окраски. Яшма -кремнистая плотная порода, главная часть которой слагается халцедоном и кварцем с различными примесями. Кремень -халцедон, сильно загрязненный примесями песка и глины. Происхождение. Гидротермальное. Экзогенное — при выветривании силикатов, в процессе диагенеза. Парагенезис. Ассоциирует с кварцем, кальцитом, опалом. Месторождения. Грузия, Крым (Кара-Даг), Восточная Сибирь, Забайкалье (агаты, сердолики), Бразилия, Индия,
Рис. 56. Псевдоморфоза опала по дереву
Уругвай. ФРГ. Значение. Абразивный материал. Поделочный камень. Для изготовления ступок, опорных призм, подпятников в приборах.
Опал — SiO2 . пH2O. Содержание SiO2 достигает 98— 99%, воды — от 1 до 4%, редко — 13-20%. Примеси -кальций, алюминий, калий, натрий, железо. Аморфен. Твердость 5 6. Уд. вес 1,9—2,3. Морфология. Натечные массы, желваки, конкреции, корки, оолиты, иногда землистые агрегаты, псевдоморфозы по различным минералам, животным и растительным остаткам (рис.56). Спайность отсутствует. Излом раковистый. Блеск восковом, матовый. Цвет белый, желтый, бурый, зеленый, голубой и др. Черта белая. Разновидности. Огненный опал (красный до медово-желтого). Благородный опал обнаруживает игру цветов — опалесценцию. Окаменяющий опал - псевдоморфозы по органическим остаткам, дереву и др. Молочный опал— молочно-белого цвета, полупрозрачен. Особые свойства. Обладает опалесценцией (радужной игрой цветов). Диэлектрик. Иногда люминесцирует. Происхождение. Гидротермальное. Экзогенное, в частности биогенное. Опал — главная составная часть кремнистых осадочных пород: опок, трепелов, диатомитов и др. Парагенезис. Ассоциирует с халцедоном, кальцитом, кварцем, киноварью. Месторождения. Опалсодержащие породы пользуются широким распространением в меловых и третичных отложениях нашей страны. Благородные опалы добываются в Австралии, Чехословакии, Венгрии. В СССР: Урал, Алтай, Забайкалье. Значение. Благородный опал используется как поделочный камень, полудрагоценный камень. Диатомиты и трепела широко используются в красочной, химической и керамической промышленности, в производстве динамита, в качестве отбеливающего материала, для поглотителей, фильтров для тепло- и звукоизоляции.
Окислы и гидроокислы железа
Гематит (красный железняк) — Fe2O3. Название происходит от греческого слова «эматитес» — кровавый, камень. Химический состав: Fe2O3—100% (Fе — 69,94 %) . Сингония тригональная. Твердость 5—6. Уд. вес 5,2. Морфология. Землистые, чешуйчатые, зернистые агрегаты. Натечные, почковидные оолитовые массы. Кристаллы и их сростки (см. рис. 25, 1). Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический, полуметаллический, матовый. В тонких осколках иногда просвечивает кроваво-красным цветом. Цвет кристаллических разновидностей стально-серый до черного, скрытокристаллических и "землистых — матово-красный и ярко-красный. Черта вишнево-красная. Разновидности. Гидрогематит — тонкокристаллический гематит, содержащий до 8% воды. Железный блеск — кристаллические выделения черного цвета. Железная слюдка — чешуйчатые выделения. Красный железняк — тонко: или скрытокристаллические разности красного цвета. Особые свойства — проводник электричества, не магнитен, растворяется в концентрированной соляной кислоте, имеет вишнево-красную черту. Иногда — синяя побежалость. Происхождение. Контактово-метасоматическое (в скарнах). Гидротермальное. Метаморфическое — при метаморфизме бурых железняков, Парагенезис Магнетит, кальцит, кварц, силикаты, сульфиды (скарны). Магнетит, кварц, барит, сидерит, сульфиды, касситерит (гидротермальные месторождения). Магнетит, корунд, шпинель, силлиманит (во вторичных кварцитах). Месторождения. Кривой Рог, Казахстан, Курская магнитная аномалия, Грузия, Верхнее озеро (США), Бразилия. Значение. Важнейшая железная руда. Красная краска.
Гётит (онегит) — FеООН. Название дано в честь И. В. Гёте. Первоначально был назван по месту находки на Волк-острове (на Онежском озере) — онегитом. Однако
Рис. 57.Жеоды гидрогетита
это название в литературе не привилось. В течение длительного периода природные бурые образования гидроокислов железа с предполагавшейся формулой Fe2О3 . Н2O относились к лимониту. Однако тщательные исследования показали, что на самом деле лимониты представляют собой гидрогётит или смеси гидрогетита, гё-тита, лепидокрокита и гидрогематита. Обычно в этой смеси преобладает гидрогётит, т. е. гётит с избыточным содержанием воды. Химический состав: Fe2О3— 89,86%, Н2O — 10,14% (Fе — 62,86%). В решетку частично входит алюминий. Обычны примеси кремния, кальция, магния, фосфора, серы, хрома, марганца. Сингония ромбическая. Твердость 5—5,5. Уд. вес 4,2. Морфология. Сплошные, пористые, ноздреватые массы. Жеоды, почковидные, сталактитовые, оолитовые образования (рис. 57 и 58). Редко кристаллы — игольчатые, волокнистые, столбчатые, иногда пластинки и чешуйки. Спайность совершенная. Излом неровный, занозистый. Блеск полуметаллический, матовый, шелковистый (волокнистые разности). В тонких сколах просвечивает. Цвет темно-бурый, черный, желтовато-бурый. Черта желтовато-бурая. Разновидности. Гидрогётит — скрытокристаллические выделения с избыточной водой.
Рис. 58. Конкреция (диаметр 4 см) в оолиты гидрогётита
Часто называется лимонитом или бурым железняком. Особые свойства. Парамагнитен (слабо магнитен). Хрупок. Обладает нередко на поверхности натечных агрегатов золотистой или радужной побежалостью. Происхождение. Образуется в экзогенных условиях за счет окисления и разложения железосодержащих минералов: сульфидов, карбонатов, силикатов и др. Значительные массы бурого железняка возникают в зонах окисления сульфидных месторождений, образуя железные шляпы, состоящие из гётита, гидрогётита, гидрогематита и других вторичных минералов. В виде кристаллов иногда встречается и как эндогенный минерал. Парагенезис. Наблюдается в ассоциации с гидрогётитом, гидрогематитом, гематитом, бёмитом. Месторождения. Орско-Халнловское, Бакальское, Полетаевское (Урал), Керчь (Крым), Липецкое. Кривой Рог. Франция, США, Куба, Чехословакия. Значение. Железная руда.
Магнетит (магнитный железняк) — FeFe2O4. Относится к сложным окислам. Химический состав: Fе — 31,03%, Fе2O3 - 68,97% (Fе до 72,4%). Обычно содержит изоморфные примеси титана, ванадия, марганца,, магния, алюминия, хрома и др. Сингония кубическая Твердость 5,5—6. Уд. вес 4,8—5,3. Морфология. Зернистые массы, вкрапления в основных изверженных породах. Кристаллы, друзы. Кристаллы обычно октаэдрического, реже додекаэдрического облика (см. рис. 22, 3, 4). Иногда двойники. Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический, матовый. Цвет железно-чёрный. Черта чёрная. Разновидности. Титаномагнетит (TiO2 до 27%). Хроммагнетит (Cr2O3 до 12%). Особые свойства. Сильно магнитен. Хрупок. Иногда с синеватой побежалостью на гранях кристаллов. Наблюдается штриховка, параллельная длиной диагонали ромбов (для ромбододекаэдров). Происхождение, парагенезис. Магматическое (в основных породах в ассоциации с ильменитом, апатитом, халькопиритом). Метасоматическое (с апатитом, пироксеном, гранатом, амфиболами, пиритом, гематитом). Гидротермальное – в качестве спутника пирротина, пирита, халькопирита, сфалерита, гематита. Метаморфическое – железистые кварциты. Месторождения. Кусинское, Кочконарское, горы Высокая, Благодать, Магнитная (Урал), Кривой Рог, КМА, Соколовское, Сербайское (Казахстан) и др. За границей: США (Верхнее озеро), Румыния, Швеция, 10. Африка. Значение. Важнейшая руда па железо.
Окислы и гидроокислы алюминия
Корунд — А12O3. Химический состав: А12O3 - 100% (А1 - 52.91%). Содержит примеси хрома, железа, титана, марганца, никеля, ванадия и др. Сингония тригональная. Твердость 9. Уд. вес 4. Морфология. Мелкозернистые агрегаты. Кристаллы дипирамидальные, боченкообразные, призматические (см. рис. 25,6). Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Блеск алмазный, стеклянный, металлический (для наждака). Прозрачен пли просвечивает в топких осколках. Цвет. Обычно синеватый, желто-серый, а также - коричневый, красный, зеленый, черный, фиолетовый; Бесцветный - при отсутствии примесей. Разновидности. Рубин ^(красный). Сапфир (синий). Наждак - зернистая корундовая порода с. примесью гематита, магнетита и других минералов. Особые свойства. Хрупок. Нерастворим в кислотах. После алмаза обладает самой большой твердостью среди минералов. Происхождение и парагенезис. Магматическое и пегматитовое в связи со щелочной магмой в ассоциации с полевыми шпатами, биотитом, мусковитом, гранатом. Гидротермально-метасоматическое - во вторичных кварцитах в ассоциации с андалузитом, мусковитом, кварцем, диаспором, гематитом, рутилом и др. Метаморфическое (с дистеном, мусковитом, силлиманитом). Накапливается также в россыпях. Месторождения. Казахстан, Украина, Якутия, Урал, Индия, Бирма, Афганистан, Шри-Ланка (главным образом — рубины и сапфиры). Значение. Абразивный и огнеупорный материал. Прозрачные и окрашенные разновидности применяются в приборостроении, часовом деле, в ювелирной
промышленности.
Гидраргиллит (пиббеит) — А1(ОН)3. Название происходит от двух греческих слов: «гидро»— вода, «аргиллос» — белая глина. Химический состав: А12O3—65,35% (А1-34,6%), Н2O — 34,65%. Сингония моноклинная. Твердость 2,5—3. Уд. вес 2,4. Морфология. Землистые, натечные агрегаты, фарфоровидные массы, мелкие кристаллики, тонкодисперсные частицы. Кристаллы таблитчатые, реже — столбчатые. Спайность весьма совершенная. Блеск стеклянный, перламутровый. Прозрачен или просвечивает. Цвет белый, бесцветный, сероватый, розоватый, зеленовато-белый. Черта белая. Особые свойства. Спайные листочки упруги. От капли спиртового раствора ализарина порошок становится ярко-розовым. Происхождение и парагенезис. Образуется в зоне гипергенеза как экзогенный минерал в бокситах и латеритах в ассоциации с диаспором, каолинитом, окислами и гидроокислами железа. В коре выветривания образуется за счет изменения хлоритов, оливина, полевых шпатов, нефелина, каолинита и др. Встречается так же, как низкотемпературный гидротермальный минерал. Месторождения. Совместно с диаспором встречается в месторождениях боксита (Тихвинское, Ленинградская обл., Урал, Казахстан, Зап. Сибирь). Значение. Для получения окисиалюминия.
Диаспор — AlOOH.Назван от греческого слова «диаспора» — расстояние, вследствие распада минерала на мелкие куски при нагревании. Химический состав: А1203 —84,99% (А1 — 44,98%), Н20—15.01%. Сингония ромбическая. Твердость 6,5—7. Уд. вес 3,3— 3,5. Морфология. Листоватые, чешуйчатые, волокнистые, натечные образования. Метаколлоидные массы. Изредка кристаллы таблитчатого, столбчатого или игольчатого вида. Спайность совершенная. Блеск стеклянный,перламутровый. Цвет желтовато-бурый, белый,зеленоватый, серый, розовый, светло-фиолетовый. Чертабелая. Разновидности. Полиморфной разновидностьюдиаспора является бёмит.Это пример диморфизма.Бёмит назван в честь немецкого химика И. Бёма,открывшего и описавшего его под названием боксита.Бёмит четко отличается от диаспора при рентгеноструктурноманализе. По физическим свойствам очень сним схож. Отличается только твердостью (3,5— 4). Вкачестве разновидностей выделяют также железо-, марганец-и хромсодержаший диаспор. Особые свойства.Очень хрупок. Диэлектрик. В пробирке при прокаливаниираспадается на мелкие белые чешуйки. Происхождение и парагенезис. В виде тонкочешуйчатых агрегатов встречается в экзогенных месторождениях бокситов в парагенезисе с гидраргиллитом, бёмитомидругими минералами. Встречается в метаморфическихпородах с корундом, наждаком, серицитом, каолинитом,пиритом, топазом. Иногда гидротермальногопроисхождения. Месторождения. Урал, Узбекистан,Казахстан, Кавказ, США, Венгрия. Япония, Греция. Значение.В составе бокситов (см. рис. 50) вместе с гидраргиллитом и бёмитом используется для получения алюминия.
Окислы и гидроокислы марганца
Пиролюзит — МnO2. Название происходит отдвух словгреческого происхождения: «пир» — огонь, «лойсис» — мытье. Минерал использовался для обесцвечивания стекла.Химический состав: МnO2— 100% (Мn — 63,19%). Содержание адсорбционной и капиллярной водыдостигает иногда нескольких процентов. Примеси — барий,щелочные металлы. Сингония тетрагональная. Твердость 6—6,5 (для кристаллов), 1—2 (для землистыхразностей). Уд. вес 5. Морфология. Землистые,сажистые, сплошные кристаллические и скрытокристаллическиемассы. Дендриты. Оолиты. Корки. Конкреции.Иногда лучистые и зернистые агрегаты. Кристаллыдлинно-и короткопризматические. Спайность совершенная.Излом неровный, землистый. Блеск металлический,матовый. Цвет темно-стально-черный (в агрегатах),стально-серый (на кристаллах). Черта черная, синевато-черная. Особые свойства. Хрупок. Иногда дает синеватую побежалость. При сплавлении с содой образует массу зеленого цвета. В концентрированной соляной кислоте растворяется с выделением хлора. Происхождение и парагенезис. Возникает главным образом при процессах гипергенеза (в экзогенных условиях). Большие массы отлагались в различные геологические эпохи в прибрежных частях морей и озер при доступе кислорода. Ассоциирует с псиломеланом, манганитом, опалом, халцедоном, минералами глин. В зоне выветривания возникает за счет разрушения марганецсодержащих минералов. Здесь характерна его ассоциация с гидрогётитом, опалом, глинистыми минералами. Месторождения, Чиатура (Грузия), Никополь (УССР), Индия, Чехословакия, ЮАР. Значение. Важнейшая руда на марганец.
Псиломелан (черная стеклянная голова, вад). Название происходит от характера поверхности и цвета: греч. «псилос» - гладкий, «меланос» — черный. Собирательное название для богатых марганцевых руд, сложенных рядом марганецсодержащих минералов. Формула собственно псиломелана имеет следующий примерный состав: пMnO • пMnО2 • рH2О. Содержание МnO2 составляет 60-80%. МnО — 7-20%, 11,0 — 4- 6%. В состав входят: железо: барий, кальций и др. Сингония ромбическая. Твердость 5—6 (у землистых разностей меньше). Уд. вес 4 1,5. Морфология. Землистые и плотные тонкокристаллические агрегаты, иногда натеки, конкреции, оолиты, дендриты. Блеск полуметаллический, матовый. Непрозрачен. Цвет железно-черный, черный. Черта коричневато-черная, черная. Особые свойства. Хрупок. Легко растворяется в соляной кислоте с выделением хлора. Горячий раствор псиломелана в смеси серной кислоты и поды (равные количества) окрашивается в розовый или розовато-фиолетовый цвет (реакция Фаддеева). Этой реакцией отличается от пиролюзита, который реакции не дает. Происхождение и парагенезис. Образуется в зоне окисления месторождений марганцевых руд в экзогенных условиях в ассоциации с пиролюзитом, гётитом и др. Встречается в месторождениях осадочного происхождения в виде конкреций, плотных прослоек и оолитов. Месторождения. Чиатура, Никополь. Индия, США. Значение. Руда на марганец.
Окислы титани
Рутил — ТiO2. Название произошло от латинского слова«рутилус» — красноватый. Химический состав: TiO2—100% (титана 59,95%). Часто содержит примеси Железа, ниобия (до 5%), тантала, ванадия и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6—6,5. Уд. вес 4,2—4,4. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты. Кристаллы имеют призматический, столбчатый и Игольчатый облик (см. рис. 24,4). Нередки коленчатые и сердцевидные двойники и тройники. Спайность совершенная. Излом раковистый. Блеск металловидный,алмазный. В тонких сколах прозрачен. Цвет красновато-бурый, красный, бурый, желтый, синеватый, фиолетовый, зеленый, черный. Черта желтая до светло-коричневой. Разновидности. Нигрин — железосодержащий рутил черного цвета (Fe2О3 до 11%). Сагенит— игольчатый рутил в кварце, слюдах и др. Особыесвойства. Хрупок. Грани кристаллов часто покрытывертикальной штриховкой или бороздками и бугорками. Нерастворим в кислотах. Происхождение и парагенезис. Возникает в различных условиях 15 пегматитах, связанных с основными породами. Метаморфическое — в кварцитах, гнейсах, сланцах. в ассоциации с хлоритом, тальком, серицитом. Гидротермальное с кварцем, ильменитом, магнетитом, гематитом, иногда - с корундом. В россыпях. Месторождения.Урал, Казахстан, Мадагаскар, Норвегия. Значение. Руда на титан.
Ильменит(титанистый железняк) — FeTiO3. Назван по местности-Ильменским горам на Урале. Минерал относится к сложным окислам. Химический состав: FeO - 47,34%, TiO2 — 52,66%. Состав непостоянен. Содержатсяпримеси Fe2O3, магния и марганца, а также ниобия и др. Сингония тригональная. Твердость 5 - 6, Уд. вес 4,6-4,8. Морфология. Плотные образованиянеправильной формы. Зерна таблитчатые, кристаллы от мелких до крупных (до нескольких десятков сантиметров). Формы кристаллов — толсто-таблитчатые пластинчатые (см. рис. 25, 2). Спайность весьма совершенная. Излом раковистый. Блеск металлический, полуметаллический. Непрозрачен. В очень тонких сколах просвечивает красно-бурым цветом. Цвет железно -черный со стально-серым оттенком. Черта черная, буровато-черная. Разновидности. Пикроильменит (железо изоморфно замещается магнием, содержится MgTiO3более 20% или 9% и более MgO) — встречается в кимберлитах Якутии. Среди образцов горных пород, привезенных с Луны, установлены ильменит (TiO2 —54,2%, FeO —43,94%) и разновидность пильменит ильменита — гейкилито-ильменит (TiO2 — 56,3%, FeO - 32,39%, MgO —9,63%). Особые свойства. Слабо магнитен. Порошок слабо растворяется в соляной кислоте. После кипячения морошка ильменита в серной кислоте, после охлаждения и добавления капли перекиси водорода наблюдается оранжево-желтое окрашивание. Происхождение и парагенезис. Магматическое — в основных изверженных породах образует жилы и вкрапленность и ассоциации с титаномагнетитом. В пегматитах щелочной магмы в ассоциации с пирке, ном. Наблюдается в россыпях. Месторождения. Ильменские горы, Украина, Алтай, Кольский полуостров,Якутия, США, Канада, Франция. Значение. Руда для получения титана.
Окислы хрома
Хромит (хромистый железняк) FeCr2O4.Название дано по составу. Химический состав: FeO — 32,09%, Сг2O3 — 67,91%. Присутствует изоморфные примеси магния, цинка и алюминия. Содержание магния, железа, алюминия и хрома может значительно варьировать. Снн гон и я кубическая. Твердость 5,5—7,5. Уд. вес 4.2—5,0. Морфология. Зернистые массы, вкрапленные округлые зерна, редко кристаллы октаэдрического облика (см. рис. 22,3). Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический до жирного. Цвет черный. Черта бурая. Происхождение и парагенезис. Магматическое, в связи с утльтраосновными породами в ассоциации с оливином, магнетитом, платиной, гранатом и др. Месторождения. Урал, Казахстан, Закавказье, Куба, Ю. Родезия, Югославия. Значение. Основная руда для получения хрома.
Окислы олова
Касситерит (оловянный камень) — SnO2.Название происходит от греческого слова «касситерос» — олово. Химический состав: SnO2— 100% (Sn —78,77%). Содержит примеси железа, тантала, ниобия, титана, марганца,вольфрама и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6—7. Уд. вес 6,5—7,0. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты, сферолиты, иногда скрытокристаллические массы. Кристаллы дипирамидальные, призматические, часты двойники (см. рис. 24,7, 8).Спайность несовершенная. Излом неровный, полураковистый. Блеск от алмазного до матового. Иногда металлический — на гранях. Цвет различный - от бесцветного до черного: бурый, коричневый, жёлтый, оранжевый, красный, серый, зеленый, белый. Черта белая, серая, желтая, бурая. Разновидности: Деревянистое олово — плотные полосчатые или Конкреционные образования. Особые свойства. Вкатодных лучах светится зеленовато-желтым цветом. На гранях наблюдается штриховка. Характерна реакция на олово («оловянное зеркало»): кристаллы касситерита на нагретой цинковой пластинке при действии соляной кислотой покрываются металлическим оловом. Происхождение и парагенезис. Пневматолитовое - связан с кислыми изверженными породами, грейзенамии пегматитами. Наблюдается с кварцем, мусковитом, альбитом, топазом, турмалином, флюоритом, тантало-ниобатами. Гидротермальное — в ассоциации с сульфидами, магнетитом, шеелитом, молибденитом, вольфрамитом, кварцем, топазом и др. Часто встречается в россыпях как устойчивый минерал. Месторождения. Восточные районы СССР (Колыма, Приморье, Забайкалье), Средняя Азия, Казахстан, Боливия, Бирма, Maлакка, ГДР, США. Значение. Важнейшая руда на олово.
Соли кислородных кислот
К данной группе относится большое количество минералов (около двух третей всех известных минералов), являющихся солями различных кислородных кислот. Главенствуют среди них силикаты. Многочисленны сульфаты, карбонаты и фосфаты. Все эти минералы встречаются в земнойкоре только в твердом состоянии и возникают в различных условиях. Характерная особенность кислородных солей - наличие у них в кристаллохимической структуре комплексных анионов - кислотных радикалов:[СО3]2 , [SO4]2-, [PO4]3- и т. д. Катионы, находящиеся в центре этих групп, обладают малыми размерами ионных радиусов и высокими зарядами. Комплексные анионы — очень прочные ионные группировки, они не разрушаются даже при растворении соединений. Анионы в кристаллохимической структуре играют роль самостоятельных структурных единиц, остановлено, что среди солей кислородных кислот наиболее устойчивыми являются соединения с крупными катионами. Такие соединения труднорастворимы, высокоплавки и труднолетучи. Например, минералы барит ВаSO4, англезит РbSO4, циркон Zr[SiO4]. У всех этих минералов катионы Ва2+, Рb2+, Zr4+ крупные. То же можно сказать о минерале монаците, являющимся устойчивым фосфатом редких земель церия и лантана. Известно, что этот минерал, так же как и циркон, при разрушении горных пород, содержащих их, переходит в россыпи.
Катионы с малыми ионными радиусами обычно образуют водные соединения. Они, как правило, легко растворимы, неустойчивы, обезвоживаются. Например, водные соединения сульфатов, фосфатов и др.
Среди минералов, относящихся к солям кислородных кислот, выделяются следующие классы: 1) нитраты; 2) карбонаты; 3) сульфаты; 4) хроматы; 5) молибдаты и вольфраматы; б) фосфаты, арсенаты и ванадаты; 7) бораты; 8) силикаты. Рассмотрим наиболее распространенные из них.
Карбонаты
К этому классу относятся минералы — соли угольной кислоты. На долю карбонатов в земной коре приходится около 2% от ее веса, причем 1,5% из этой части приходится на долю широко распространенного карбоната — кальцита. Общее количество карбонатов — более 60. Карбонаты слагают мощные толщи осадочных и метаморфических горных пород — известняки, доломиты, мел, мрамор и др. Для карбонатов характерна небольшая твердость (3—4), стеклянный блеск. Многие карбонаты обладают способностью «вскипать» при взаимодействии с соляной кислотой с выделением двуокиси углерода.
СаСO3 + 2НС1 = СаС12 + Н2O + |СO2
Среди карбонатов выделяют две подгруппы: карбонаты с крупными катионами (с радиусом, больше 1 А), кристаллизующиеся в ромбической сингонии, и карбонаты с малыми катионами (<1 А), кристаллизующиеся в тригональной сингонии. Карбонат кальция, у которого ионный радиус катиона кальция составляет 1,05 А, занимает промежуточное положение и является диморфным, т. е. может кристаллизоваться в той и другой сингониях. Кроме того, выделяют сложные карбонаты — малахит и ,аузурит — моноклинной сингонии.
Кальцит (известковый шпат) — СаСO3. Название дано по составу. Химический состав: СаО — 56%, С02—44%. Отмечаются примеси магния, железа, марганца (до 8%), реже — стронция и цинка. Сингония тригональная. Твердость 3. Уд. вес 2,7—2.9. Морфология. Зернистые агрегаты, натеки в виде сталактитов и сталагмитов, кристаллические массы, друзы, жеоды. Облик кристаллов — разнообразный (см. рис.9). Нередко наблюдаются выколки в виде ромбоэдра (см. рис. 8). Спайность совершенная в трех направлениях по ромбоэдру. Блеск стеклянный. Цвет бесцветный, молочно-белый, желтый, розовый, голубой, бурый, черный (с примесью органического вещества). Разновидности: Исландский шпаг —прозрачный, бесцветный. Бумажный шпат — листоватые, пластинчатые агрегаты. Антраконит — черный, с примесью битумов. Особые свойства. Обладает двойным лучепреломлением, вскипает в холодной разбавленной соляной кислоте. Происхождение и парагенезис. Гидротермальное - с кварцем, флюоритом, баритом, доломитом, сульфидами. Осадочное — слагает мощные толщи карбонатных пород (известняков, мела и др.). При процессах выветривания. Месторождения. Урал, Средняя Азия, Кавказ, Нижняя Тунгуска, Италия, Исландия. Значение. Исландский шпат используется в оптических приборах. Известняки — в химической, металлургической (флюсы) и строительной промышленности, в сельском хозяйстве для известкования кислых почв. Мрамор — облицовочный материал
Арагонит — СаСO3. Назван по местности Арагония в Испании. Химический состав: СаО — 56,0%, СO4 — 44,0%. Часто содержит примеси стронция (до 5,6%), магния, железа и цинка. Является полиморфной разновидностью кальцита. Сингония ромбическая. Твердость 3.5—4. Уд. вес 2.9—3.0. Морфология. Натечные, радиально-лучистые, оолитовые образования (рис. 99). Игольчатые и призматические кристаллы. Иногда двойники и тройники. Спайность несовершенная. Излом раковистый. Блеск стеклянный, в изломе жирный. Цвет бесцветный, белый, желтый, светло-зеленый. Разновидности. Перламутр. Жемчуг. Гороховый камень — оолитового строения. Особые свойства. Вскипает в разбавленной соляной холодной кислоте. В горячем растворе азотнокислого кобальта приобретает фиолетовую окраску. Хрупок.
Рис. 59. Натечные образования арагонита
Происхождение и парагенезис. Гидротермальное — в ассоциации с сульфидами, целестином. Биогенное — жемчуг, перламутр. Экзогенное — в сочетании с гипсом, доломитом, гидрогётитом, малахитом, кальцием. серой. Месторождения. Урал, Алтай. Узбекистан (Шор-Су), Чехословакия (Карловы Вары). Значение. Поделочный камень.
Магнезит (магнезиальный шпат) МgCO3. Название происходит от области Магнезия в Гренам. Химический состав: МgО —47,6%, СO2 —52,4% Изоморфные примеси: железо, марганец, кальний, никель, кобальт. Сингония тригональная. Твердость 3,5— 4,5. Уд. вес 2,9—3,1. Морфология. Крупнозернистые агрегаты, метаколлоидные фарфоровидные массы, кристаллы ромбоэдрического облика. Спайность совершенная по ромбоэдру. Излом раковистый (для плотных разностей). Блеск стеклянный. Цвет белый, желтоватый. Разновидности. По морфологии можно выделить кристаллически-зернистый и метаколлоид-ный (фарфоровидный), скрытокристаллический магнезит. Особые свойства. Растворяется в горячей соляной кислоте с выделением С02. Иногда при ударе молотком светится желтым цветом. Происхождение и парагенезис. Мстасоматическое — при замещенииизвестняков магнезиальными растворами, в ассоциации доломитом. Экзогенное — при процессах выветривания ультраосновных пород в ассоциации с доломитом и опалом. Месторождения. Саткинское (Ю. Урал), Савинское (Иркутская обл.), КНР, Чехословакия, Австрия. .Значение. Для изготовления огнеупорных кирпичей, в строительстве (штукатурка), цементном производстве, для производства электроизоляторов и др.
Доломит (горький шпат) - CaMg[CO3]2. Химический состав: СаО—30,4%, MgO — 21,7%, С02 — 47,9%. Содержит изоморфные примеси железа, марганца, иногда цинка, никеля, кобальта. Сингония тригональная. Твердость 3,5—1. Уд. вес 2,8—2,9. Морфология. Кристаллически-зернистые массы. 11о-ристые и мучнистые образования. Облик кристаллов ромбоэдрический. Часто грани искривлены. Спайность совершенная по ромбоэдру. Блеск стеклянный. Цвет белый, серый, желтый. Разновидности. Выделяют кристаллическую (серо-белого и светло-коричневого цвета) и мучнистую (ярко-желтого | цвета) разности.. Особые свойства. В катодных лучах светится оранжево-красным цветом. Реагирует с соляной кислотой только в тонком порошке. Происхождение и парагенезис. Основная масса доломита образуется осадочным и метасоматическим путем (за счет преобразования известняков магнезиальными растворами). Ассоциирует с гипсом, ангидритом, флюоритом, опалом, халцедоном. Гидротермальное в ассоциации с магнезитом, кальцитом, сульфидами и кварцем. Месторождения. Урал, Донбасс, Поволжье, Подмосковье. Значение. Используется как флюс и огнеупор в металлургии, как стройматериал, в сельском ястве (доломитовая мука).
Сидерит (железный шпат) — FeCO3. Название от «сирос»— железо (греч.). Химический состав: 1ИО —62,1% (Ре —48,3%), С02 —37.9%. Изоморфные примеси - магний и марганец, иногда цинк и кобальт. Сингония тригональная. Твердость 4—4,5. Уд. вес 3,5—3,9. Морфология. Кристаллически-зернистые агрегаты. Шаровые конкреции (сферосидериты). Оолиты. Кристаллы ромбоэдрические. Спайность со вершенная. Блеск стеклянный. Цвет желтовато-бурый, темно-бурый, серый. Черта светло-коричневая. Разновидности. Сферосидерит (шаровые образования, часто с радиально-лучистым строением), олигонит (содержит до 40% МnСОз) .Особые свойства. При взаимодействии с холодной соляной кислотой не вскипает, образуется зеленовато-желтое пятно FeCl3. Происхождение и парагенезис. Гидротермальное — в ассоциации с пирротином, халькопиритом и хлоритом. Метасоматическое — при замещении известняков в ассоциации с магнетитом и гематитом. Осадочное — в лагунах с восстановительными условиями. Месторождения. Бакальское (Ю. Урал), Керчь, Великобритания. Значение. Важная руда на железо.
Малахит (медная зелень) — Cu[CO3](OH)2 или CuCO3 . Сu(ОН)2. Название происходит от греческого слова «малахе» — мальва (очевидно, назван но цвету зелени этого растения). Химический состав: СuО — 71,9% (Сu - 57,4%), СO2- 19,9%, Н2O - 8,2%. Отмечены примеси CaO, Fe2O3,SiO2 и др. Сингония моноклинная. Твердость 3—4. Уд. вес 4. Морфология. Натечные формы, корки, почки с концентрически-зональным строением, землистые массы. Кристаллы призматические, очень редки. Спайность по {001} средняя. Излом раковистый. Блеск стеклянный, алмазный, шелковистый, Актовый. Цвет зеленый. Черта светло-зеленая. Особые свойства. В НСl бурно выделяет СO2. Смоченный HCl окрашивает пламя в голубой цвет. При добавлении аммиака к раствору малахита в HC1 наблюдается посинение. Происхождение и парагенезис. Образуется экзогенным путем в зонах окисления медных сульфидных месторождений в парагенезисе с азуритом.,' самородной медью, купритом, гидрогётитом, гипсом и др. Месторождения. Урал, Алтай. Значение. Руда на медь, поделочный камень.
Азурит — Сu3[СO3]2(ОН)2 или 2CuCO3 . Сu(ОН)2 (медная синь, медная лазурь). Название происходит от французского слова «азур» или арабского «лазавард» — голубой камень, лазурь. Химический состав: СuО-69,2%, СO2 —25,6%, Н2O —5,2%. Обычно TНO химически чистый. Иногда — примеси золота. Сингония моноклинная. Твердость 3,5—4. Уд. вес 3,7 — 3,9; Морфология. Налеты, землистые массы (медная синь). Корочки, зернистые массы с мелкими таблитчатыми и призматическими кристаллами, друзы мелких кристаллов, радиально-лучистые агрегаты. Спайность средняя. Блеск стеклянный. Цвет синий, голубой. Черта голубая. Особые свойства. Бурно реагирует с HCl. Растворяется ваммиаке, окрашивая раствор и голубой цвет.Происхождение, парагенезиси месторождения те же, что и у малахита. Значение. Руда на медь. Для изготовления синей краски.
Сульфаты
Минералы данного класса являются солями серной Кислоты. Сульфаты составляют около 0,5% от веса земной коры. Их насчитывается более 130. Сульфаты разнообразны по своему происхождению и свойствам. Основная масса сульфатов имеет экзогенное происхождение — это химические морские и озерные осадки, иногда — как вторичные минералы в зоне окисления сульфидных месторождений. Некоторые сульфаты образуются гидротермальным путем (барит, иногда целестин). Сульфаты в большинстве своем имеют небольшую твердость 2 - 3,5, стеклянный блеск. Сульфаты возникают в условиях повышенной концентрации кислорода и при относительно низких температурах. Такие условия присущи близповерхностным горизонтам земной коры. Среди сульфатов выделяют безводные, водные и сложные с добавочным анионом OH-
Барит (тяжелый пшат) - BaSO4. Название дано от греческого слова «барос» - тяжелый (из-за большого удельного веса). Химический состав: ВаО – 65,7/%, $O3 — 34,3%. Изоморфные примеси — стронций, кальций. Сингония ромбическая. Твёрдость 2,5 – 3,5. Уд. вес - 4.3 - 4,7. Морфология. Зернистые, мнимые агрегаты. Кристаллы таблитчатой формы, реже - призматические, столбчатые. Спайность по {010} совершенная, по {201} средняя, по {001} несовершенная. Блеск стеклянный. Цвет бесцветный, желтый, серый, красный, бурый, голубой. Черта белая. Разновидности. Баритоцелестин (с повышенным содержанием стронция). Особые свойства. Большой удельный вес. Не растворяется в горячей соляной кислоте - хорошее отличие от карбонатов. Происхождение и парагенезис. Гидротермальное в ассоциации с сидеритом, гематитом, кальцитом, флюоритом, кварцем, сульфидами. Экзогенное — как вторичный минерал в зоне железной шляпы. Месторождения. Грузия, Туркмения, Урал, Великобритания, США, ФРГ. Значение. Используется при бурении скважин в качестве утяжелителя глинистых растворов, в лакокрасочной, химической, резиновой и бумажной промышленности. В .медицине и сельском хозяйстве (дли борьбы с вредителями) .
Целестин — SrSO4. Название дано по цвету. «Целестис» — небесный (лат.), так как кристаллы нередко имеют небесно-голубой цвет. Химический состав: SrO — 56,4%, SO3 — 43,6%. Содержит примеси Са и Ва. Сингония ромбическая. Твердость 3—3,5. Уд. вес 3,9 - 4,0. Морфология. Зернистые, натечные формы. Кристаллы таблитчатого, призматического, пирамидального облика. Спайность совершенная по {010}, по {201} — средняя. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет небесно-голубой, серый, иногда прозрачен. Особые свойства. Хрупок, после прокаливания и смачивания HСl окрашивает пламя в карминно-красный цвет (реакция на стронций). Происхождение и парагенезис. Осадочное в ассоциации с гипсом, кальцитом, баритом, самородной серой. Гидротермальное (редко) с галенитом, сфалеритом и другими сульфидами. Месторождения. Средняя Азия, Поволжье, Архангельская обл., Италия, ФРГ, Великобритания, США. Значение. Основная руда на стронций, используемый в пиротехнике (фейерверки), в сахарной, стекольной и керамической промышленности
Ангидрит — CaSO4. Название минерала говорит об отсутствии в нем воды в отличие от гипса. Химический состав: СаО-41,2%, SO3 — 58,8%. Часто присутствует стронций. Сингония ромбическая. Твердость 3-3,5. Уд. вес 2,9--3,0. Морфология. Мелкозернистые, шестоватые агрегаты. Толстотаблитчатые и призматические кристаллы. Спайность совершенная по {001}. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет белый, серый, голубой, красноватый. Особые свойства. Переходит в гипс в присутствии воды и увеличивается в объеме до 30%. От гипса отличается по твердости (не царапается ногтем), от карбонатов - не вскипает в HC1. Происхождение и парагенезис. Осадочное — в ассоциации с гипсом, галитом, сильвином, карналлитом. Является важным породообразующим минералом. Месторождения. Украина (Артемовское), Урал, Индия, ФРГ, ГДР. Значение. Используется в производстве цемента, как удобрение, в химической промышленности. Поделочный камень.
Гипс (легкий шпат) - CaSO4 . 2H2O. Химический состав: СаО - 32,5%, SO3 — 46,6%, Н2O — 20,9%. Химически обычно чист. Сингония моноклинная. Твердость 2. Уд. вес 2,3. Морфология. Зернистые и тонкокристаллические массы. Волокнистые агрегаты. Кристаллы таблитчатые, столбчатые, призматические. Двойники и форме ласточкина хвоста (см. рис. 4). Спайность весьма совершенная по {010}. Излом мелко-тернистый, занозистый (у волокнистых разностей). Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый. Цвет белый. Отдельные кристаллы — водяно-прозрачныe. Бывает окрашен в серый, желтый, розовый, голубой, бурый, черный цвета. Черта белая. Разновидности. Алебастр — мелкозернистый гипс. Селенит — волокнистые агрегаты. Крупнокристаллические, прозрачные кристаллы — шпатовый гипс. Происхождение и парагенезис. Основная масса гипса образуется неточным путем в соленосных усыхающих бассейнах в негоциации с ангидритом, галитом, сильвином, карналлитом, В топе выветривания сульфидов встречается совместно с серой. Возникает также за счет гидратации анпидрита. Месторождения. Западное Приуралье, Поволжье, Средняя Азия, Кавказ, США, Канада, Италия, ФРГ, ГДР, Франция. Значение. Используется в строительном деле, медицине, бумажном производстве, производства цемента. Поделочный камень (селенит). Удобрение.
Мирабилит (глауберова соль) Na2S04 . 10Н2О. Назван немецким химиком Д. Р. Глаубером латинскими словами «сал мирабиле» — удивительная соль. Химический состав: Na2O — 19,3%, SO3 —24,8%, Н2O - 55,9%. Сингония моноклинная. Твердость 1,5—2. Уд. вес 1,5.Морфология. Сплошные зернистые агрегаты, кирки, налеты, солевидные массы. Кристаллы короткостолбчатые. Спайность совершенна. Излом раковистый. Блеск стеклянный. Цвет бесцветный, прозрачный, иногда мутный, белый, желтоватый. Особые свойства. В сухом воздухе постепенно обезвоживается, превращаясь в тенардит — Na2SO4, становится белым порошком. Горько-соленый. В пробирке при нагревании растворяется в собственной кристаллизационной воде. Происхождение и парагенезис. Образуется а соляных озерах при испарении воды при температура ниже 33°С, выше — выпадает тенардит. Если присутствует в растворе NaС1, тенардит выпадает при более низких температурах. Мирабилит ассоциирует с тенардитом гипсом, галитом. Месторождения. Кара-Вогаз-Гол (залив Каспийского моря), Кулунда, Поволжье, Грузия США, Мексика, Аргентина. Значение. Используется в медицине, при стекловарении, в красочной и химической промышленности.
Вольфраматы и молибдаты
К данному классу относятся минералы, являющиеся солями вольфрамовой и молибденовой кислот. Их немного (около 15 минералов), но они попользуются как ценные руды на вольфрам и молибден. Здесь рассматривается только вольфрамит — важнейшая руда на вольфрам.
Вольфрамит (волчец — старое русское название) — (Мn, Fe)WO4. Название дано по составу. Волчец — название происходит от слов «волчья пена» - накипь, появлявшаяся при выплавке оловянных руд, когда минерал еще не был открыт. Минерал представляет собой смесь двух крайних членов изоморфного ряда: ферберита FеWO4 и гюбнерита МnWO4. Содержание WO3 в вольфрамите составляет 75%. Примеси: Mg, СаО, Та2О5, Nb2O5, SnO2 и др. Сингония моноклинная. Твердость 4,5—5,5. Уд. вес. 6,7—7,5. Морфология. Отмечается в форме кристаллов толстотаблитчатого или призматического облика (см. рис. 27, 9) и крупнозернистых агрегатов. Спайность совершенная. Блеск алмазный, полуметаллический (на плоскостях спайности), жирный (на изломе). Цвет буро-черный. Ферберит — черный. Гюбнерит имеет красноватый или фиолетовый оттенок. Черта буро-черная (ферберит), желтая, светло-бурая (гюбнерит). Особые свойства. Хрупок. Наблюдается штриховка. Происхождение и парагенезис. Гидротермальное - с касситеритом, молибденитом, арсенопиритом, кварцем, пиритом, халькоритом и др. В грейзенах — с топазом, слюдой, турмалином, флюоритом, касситеритом, молибденитом. Месторождення. Джидинское (Бурятия), Букука, Белуха (Читинская обл.), Караоба, Акчетаусское (Казахстан), КНР, Бирма, Боливия. Значение. Главная руда на вольфрам.
Фосфаты, арсенаты и ванадаты
Минералы этого класса являются солями фосфорной, мышьяковой и ванадиевой кислот. В данном классе трехвалентные анионы [РO4]3-, [AsO4]3- и [VO4]3- сочетаются трех- и двухвалентными сравнительно крупными катионами. Фосфаты и их аналоги слагают 0,75% по весу от земной коры и представлены более чем 300 минералами. Далее рассматриваются представители фосфатов, играющих огромную роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов.
Апатит— Са5[РO4]3(F, С1, ОН). Название происходит от греческого слова «апатао» — обманываю, за сходство с рядом минералов (бериллом, турмалином и др.). Состав минерала сложный. Ионы фтора, хлора и гидрокси-.111 могут замещать друг друга вплоть до образования Чистых членов ряда — фторапатита, хлорапатита, гидроксилопатита. Химический состав для фторапатита: СаО - 55.5%, Р2O5 — 42,3%, F— 3,8%; для хлорапатита — СаО —53,8%, Р2O5 — 41%, Cl — 6,8%. Фторапатит пользуется большим распространением. Сингония гексагональная. Твердость 5. Уд. вес 3,2. Морфология. Зернистые, мелко- и крупнокристаллические массы. Широко распространены конкреционные образования апатита, так называемые фосфориты — в осадочным породах — с примесью посторонних минералов: кварца, кальцита, глауконита, глинистых частиц и др. Кристаллы апатита имеют облик шестигранных призм, иногда короткостолбчатых и таблитчатых форм (см. рис. 23, 3, 4).Спайность несовершенная. Излом неровный, раковистый. Блеск стеклянный (на гранях) и жирный (на изломе). Цвет голубой, зеленый, белый, ротный, бурый, черный, иногда - бесцветный. Разновидности. Фторапатит, хлорапатит и гидроксилапатит. Особые свойства. Порошок, смоченный Н2SO4, окрашивает пламя в голубовато-зеленый цвет. При трении кусков фосфорита друг о друга — запах жженой кости. Происхождение и парагенезис. Магматическое, связанное со щелочными породами, в ассоциации с нефелином, цирконом и др. Здесь апатит наблюдается в виде мелкозернистых сахаровидных масс светло-зеленого и серого цвета. Пегматитовое и контактово-метасоматическое — в виде крупных хорошо ограненных кристаллов голубого и голубовато-зеленого цвета в ассоциации с мусковитом, кальцитом, флогопитом. Осадочное — в форме желваков, конкреций и землистых масс в виде фосфоритов, возникших биохимическим путем; иногда — биогенное - в виде псевдоморфоз по вымершим организмам. Апатит встречается в россыпях. Месторождения. Хибины, Прибайкалье (Слюдянка). Урал. Многочисленны месторождения фосфоритов: Егорьевское (Московская обл.), Кара-Тау (Казахстан), Украина (Подольское), Пачкуно-Липовское (Урал). За рубежом — Алжир, Марокко, Тунис. США. Значение. Основная руда для получения фосфора и его соединений. Удобрения. Химическая промышленность.
Силикаты
Класс силикатов объединяет большую группу минералов, включающих около одной трети всех известных минералов. По подсчетам А. Е. Ферсмана, силикаты составляют 75% от веса земной коры. Большинство силикатов является породообразующими минералами. Силикаты представляют интерес для ряда отраслей народного хозяйства. Многие силикаты — ценные полезные ископаемые: руды па медь, никель, цинк, железо, литий, сырье для извлечения редких и радиоактивных элементов (торит, циркон, ортит и др.), большая группа силикатов используется в керамическом и огнеупорном производстве (каолинит, полевые шпаты, асбест, оливин), в ювелирном деле (топаз, гранат, берилл, аквамарин), в строительстве (Лабрадор), сельском хозяйстве как удобрения (глауконит, нефелин), в электротехнике и радиопромышленности (слюды) и др.
Силикаты имеют различное происхождение, они возникают в различных участках земной коры как при эндогенных, так и при экзогенных процессах минералообразования. Многие силикаты образуются главным образом в эндогенных условиях (оливин, роговая обманка, полевые шпаты и т. д.), другие же возникают при экзогенном минералообразовании и являются продуктами изменения Первичных (эндогенных) минералов — каолинит, глауконит, монтмориллонит и пр.
Рис. 60. Кремнекислородный тетраэдр
Главнейшие элементы, входящие в состав силикатов: Si, Na, Са, К, Мg, Аl, Fе, Li, О и др. Ранее полагали, что силикаты являются солями различных кремневых кислот - метакремневой, ортокремневой и т. д. Однако успехи рентгеноструктурного анализа силикатов позволили но новому построить классификацию силикатов. Было выяснено, что в основе структуры силикатов лежит тесная связь ионов кремния и кислорода. В любом силикате каждый ион кремния окружен четырьмя ионами кислорода, располагающимися по вершинам тетраэдра. Иными словами, в каждом силикате присутствуют комплексные анионы [SiO4]4-, называемые кремнекислородными тетраэдрами (рис. 60). Всё разнообразие силикатов основывается на различном сочетании таких кремнекислородных тетраэдров. В некоторых силикатах часть ионов кремния замещается алюминием и образуются алюмокислородные тетраэдры. В этом случае имеют дело с алюмосиликатами.
Все силикаты по структуре подразделяются на следующие типы:
1. Островные силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO4]4- и изолированными группами тетраэдров, так называемые двойные силикаты с радикалом [Si2O7]6- (два кремнекислородных тетраэдра соединены вершинами, имея общий ион кислорода) и кольцевые силикаты с радикалами [Si3O9)6-, [Si4О12]8-, [Si6O18]12- (тетраэдры образуют кольцо, состоящее из 3, 4 или 6-кремнекислородных тетраэдров (рис. 61, 62).
2. Цепочечные силикаты (кремнекислородные тетраэдры образуют непрерывную цепочку) с радикалом [Si2O6]4-.
3. Ленточные (поясные) силикаты (цепочки объединённые в ленты, пояса) с радикалом [Si4O11]6-.
4. Листовые (слоевые) силикаты (ленты объединены в листы, или слои, связанные катионами). Они имеют радикал [Si2O5]2-.
5. Каркасные силикаты (алюмо- и кремнекислородные тетраэдры образуют сложный каркас). Каркасные силикаты очень разнообразны в связи с присутствием алюмокислородных тетраэдров. Радикал каркасных силикатов [А1mSinO2(m+n)]m-.
Рис. 61. Группа из четырех Рис. 62. Группа из шести кремнекислородных тетраэдров, кремнекислородных тетраэдров,
связанных в кольцо вязанных в кольцо
Островные силикаты
Оливин (перидот, хризолит) — (Мg, Fе)2[SiO4]. Назван по оливково-зеленому цвету. Представляет собой изоморфную смесь Mg[SiO4] — форстерита и Fс2[SiO4] — фаялита. Химический состав: MgО — 45-50%, FеО —8-20%, NiO — 0,1-0,3%, СоО до 0,01%. Иногда присутствует марганец. Сингония ромбическая. Твердость 6,5—7. Уд. вес 3,3—3,5. Морфология. Сплошные зернистые массы, кристаллы (см. рис. 26,6). Спайность несовершенная. Блеск стеклянный. Цвет оливково-зеленый, желтый, темно-зеленый, черный. Разновидности. Хризолит - прозрачная желто-зеленая разность, используемая в ювелирном деле. Происхождение и парагенезис. Магматическое, связан с ультраосновными породами. Ассоциирует с пироксенами, хромшпинелидами (хромитом), магнетитом, платиной, основными плагиоклазами. При воздействии на оливин гидротермальных растворов образуются серпентин (змеевик) и асбест, называемый также хризотил-абестом (рис. 63). Эти минералы имеют одинаковую формулу Mg6[Si4O10](OH). Месторождения. Урал, Кавказ, Сибирь. Значение. Используется как огнеупорное сырье, оливиновая мука удобрение, хризолит — драгоценный камень.
Рис. 63. Прожилки хризотил-асбета в серпентинизированной породе
Гранат- R23+R32+[SiO4]3, где R2+ - Ca, Mg, Mn, Fe, а R3+ - Al, Fe, Cr. Название происходит от латинского слова «гранум» - зерно. Кристаллы граната по форме, а иногда и по цвету, напоминают зёрна плодов гранатового дерева. Гранаты представляют собой изоморфный ряд. Конечными членами этого ряда являются: пироп Mg3Al2[SiO4], альмандин Fe Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 2747;