Класс 1. Оксиды и гидроксиды.

Кислородные соединения

Известно более 150 минералов, которые составляют около 5% общего веса земной коры. Наиболее распространенные катионы: Fe (около 50 минералов), Al, Ti. Основой кристаллической структуры минералов является плотнейшая упаковка ионов О^2-(в оксидах) и ОН^- (в гидроксидах).

Среди данного класса широко развит изовалентный и гетеровалентный изоморфизм в основном несовершенный. Всё разнообразие минералов определяется характером катионов и их координацией.

В морфологическом отношении оксиды и гидроксиды являются минералами с хорошо развитой кристаллографической индивидуальностью. Некоторые из них (например – брукит) встречаются только в кристаллах. Минеральные индивиды с размерами кристаллов от сотых долей до десятков сантиметров (вкрапленники, порфиры, зернистые массы) характерны для эндогенных образований магматического генезиса. Минеральные агрегаты с размерами индивидов менее 1 миллиметра (мелкозернистые, скрытокристаллические, землистые агрегаты) характерны для экзогенных образований.

Кристаллизуются в основном в кубической и ромбической сингониях, в меньшей степени - в средней категории сингоний. Характерные облики минералов: изометрический, удлиненный, уплощённый, которым соответствуют зернистые, лучистые, игольчатые, слоистые, чешуйчатые и слоисто-концентрические агрегаты.

Окраска зависит от катионного состава минералов, при этом она разнообразная, но в основном темных тонов: 1) оксиды Fe²⁺ – черная, Fe³⁺ – бурая, желтая, красная; 2)оксиды Al³⁺ и Mg²⁺ – белая; 3) оксиды Mn³⁺ – черная.

Спайность разной степени совершенства, но для гидроксидов характерна совершенная спайность.

Минералы класса оксидов и гидроксидов химически устойчивы, т.к. являются, в основном, продуктами окисления и гидролиза силикатов, сульфидов и других солей в зоне гипергенеза.

Твердость очень высокая, в основном 5-7.

В эндогенных условиях образуется относительно небольшое количество минералов данного класса. В магматических очагах кристаллизуются магнетит, ильменит, хромшпинелиды, рутил, пирохлор, в пегматитах встречаются гематит, пирохлор, касситерит, рутил, перовскит, в гидротермальных растворах образуются гематит, магнетит, касситерит.

В экзогенных условиях (зона гипергенеза) образуется основная масса минералов класса оксидов и гидроксидов. Так, в корах выветривания, в зоне окисления минеральных месторождений, в водных бассейнах образуются сложные минеральные смеси: бурый железняк и лимонит, в состав которых входят гетит, гидрогетит, лепидокрокит (оксиды и гидроксиды Fe); бокситы, состоящие из гидраргиллита, диаспора, бемита (оксиды Al); вады, в своём составе имеющие пиролюзит, псиломелан, манганит (оксиды Mn).

В метаморфогенных условиях за счёт гидроксидов могут образовываться кристаллически-зернистые агрегаты безводных окислов, например, гидроксиды Fe преобразуются в гематит или магнетит. При высоких давлениях и температуре образуется рутил.

Таблица 8.

Диагностическая таблица для определения оксидов и гидроксидов

по твёрдости

Таблица 9

Диагностическая таблица для определения оксидов и гидроксидов по цвету черты (зависит от катионного состава)

Лед Н2O

Морфология. Чаще агрегатные скопления мелкокристаллических зерен. Может образовывать скелетные формы и фигуры роста. Хорошо ограненные кристаллы редки. Сингония гексагональная.

Физические свойства. Бесцветен. Блеск стеклянный. Прозрачный. Спайность отсутствует.

Генезис. Водные бассейны с понижением температуры.

Уранинит U₂UO₇

Морфология. Зернистые массы и натечные агрегаты, реже образует отдельные кристаллы. Кубическая сингония.

Физические свойства. Цвет смоляно-черный, черта – черная. Блеск смолистый или полуметаллический, матовый. Просвечивает в тонких пластинах. Излом неровный, раковистый. Твердость 5 – 6. Хрупкий. Сильно радиоактивный.

Генезис. Пегматитовые жилы, гидротермальные месторождения.

Рутил TiO2.

Морфология. Столбчатый, призматический до игольчатого облика с квадратным поперечным сечением, часты коленчатые двойники. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет темно-бурый, красный, черный. Блеск алмазный. Полупрозрачный. Спайность совершенная по удлинению.

Генезис. Магматический. В кислых горных породах. Постмагматический и метаморфический. На земной поверхности устойчив и переходит в переходит в россыпи.

Касситерит SnO₂.

Морфология. Кристаллы дипирамидального габитуса, друзы, щетки. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет желто-коричневый, красновато-коричневый до черного. Блеск алмазный. Цвет черты светлый, буроватый. Часто окраска неравномерная.

Генезис. Магматический. В кислых горных породах, пегматитах и гидротермальных образованиях в ассоциации с вольфрамитом, молибденитом, арсенопиритом, кварцем.

Шпинель (Mg,Fe)Al₂O₄

Морфология. Отдельные кристаллы октаэдрического габитуса или небольшие сростки, реже плотные тонкозернистые агрегаты. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет кроваво-красный с фиолетовым или оранжевым оттенком, желтый, синий, бутылочно-зеленый (шпинель), черный (герцинит). Твердость 8. Спайность отсутствует. Блеск стеклянный.

Генезис. Типичное контактово-метасоматическое образование (скарны, пневматолито-гидротермальные образования), реже магматическое и метаморфическое. На земной поверхности устойчива и переходит в россыпи.

Корунд Al2O3.

Морфология. Вкрапленники в породу (до 10 см в диаметре), редко зернистые агрегаты. Отдельность по пинакоиду. Призматический облик кристаллов. Сингония гексагональная.

Физические свойства. Цвет синевато или желтовато-серый (сапфир – синий, рубин – красный). Блеск стеклянный. Спайности нет. Косая штриховка на гранях пинакоида и призмы.

Генезис. Метаморфическое, контактово-метасоматическое образование и гранитные пегматиты. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Магнетит FeFe₂O₄

Морфология. Тонкозернистые и массивные агрегаты, вкрапленники октаэдрического габитуса. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет железно-черный. Блеск полуметал-лический. Спайности нет. Особые свойства – сильно магнитный (ферри-магнитный).

Генезис. Магматический, реже гидротермальный, пневматолитовый и метаморфический. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Хромшпинелид (Mg,Fe)Cr₂O₄

Морфология. Сплошные зернистые массы. Кристаллы октаэдрического облика, округлые (порфировидные вкрапленники) или многогранные полиэдры. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет черный, черту дает с трудом. Блеск металловидный. Спайности нет.

Генезис. Магматический. В ассоциации с серпентином и другими минералами ультраосновных пород. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Ильменит FeTiO₃.

Морфология. Вкрапленники неправильной формы, кристаллы толстостолбчатые, чешуйчатые, сплошные массы. Синяя побежалость. Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет железо-черный. Блеск полуметаллический. Спайность отсутствует. Излом раковистый. Хрупкий. Слабомагнитен.

Генезис. Магматический. В основных изверженных породах. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Куприт Cu2O.

Морфология. Сплошные, зернистые агрегаты, мелкие кристаллы – октаэдры. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет красный с различными оттенками. Блеск алмазный. Спайность несовершенная.

Генезис. В зоне выветривания сульфидов меди в ассоциации с малахитом, азуритом, самородной медью. На земной поверхности неустойчив и переходит в малахит, азурит.

Гематит Fe₂O₃.

Морфология. Сплошные, плотные, скрытокристаллические агрегаты (красный железняк), листоватые, чешуйчатые агрегаты с металлическим блеском (железная слюдка), натечные формы радиально-игольчатого строения (стеклянная голова), а так же псевдоморфозы гематита по магнетиту (мартит). Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет железо-черный (кристаллические разности), ярко-красный (землистые, зернистые разности). Имеет разновидности: железная слюдка, красный железняк, мартит. Блеск полуметаллический. Спайности нет. Хрупкий.

Генезис. Магматический, метаморфический, в корах выветривания.

Гётит FeO(OH).

Морфология. Натечные почковидные образования с радильно-лучистым внутренним строением, сталактитовые формы, плотные, пористые, ноздреватые, порошковатые агрегаты, оолиты, псевдоморфозы по пириту. Разности, содержащие больше воды (до 12-14%) называются гидрогётитом (или лимонитом). Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет желто-бурый, темно-бурый до черного. Имеет разновидность – гидрогетит. Блеск алмазный. Спайность совершенная.

Генезис. В корах выветривания и на геохимических барьерах в вводной среде. На земной поверхности неустойчив.