Класс минералов. Оксиды и гидроксиды

К классу оксидов и гидроксидов относятся минералы, образованные соединениями металлов и полуметаллов с кислородом, с гидроксильной группой ОН и/или водой. Подобные соединения могут образовывать около 30 химических элементов. Такие минералы очень широко распространены в природе и играют большую роль в строении литосферы. Известно около 200 представителей класса оксидов и гидроксидов. Они составляют примерно 5 % литосферы и около 17 % земной коры. Самым широким распространением пользуется оксид кремния SiО2. Многообразны оксиды и гидроксиды железа.

Почти все минералы описываемого класса обладают кристаллическими структурами, однако существуют и аморфные соединения. В химическом отношении рассматриваемые минералы делятся на простые и сложные оксиды. Для простых оксидов изоморфизм мало характерен, содержание в них примесей обычно не превышает 1 %. В сложных оксидах наблюдаются довольно широкие изоморфные замещения.

Значительное число оксидов и гидроксидов образуется в экзогенных условиях в результате процессов минералообразования, протекающих в самых верхних частях земной коры при участии свободного кислорода атмосферы. Однако они могут образоваться и в эндогенных условиях: магматическим, гидротермальным и метаморфическим путями, например минералы гидрогетит и опал.

Кварц. Слово «кварц» – калька немецкого слова Quarz, происходящего от средневерхненемецкого twarc, что значит «твёрдый». По другим данным от нем. Querklüfterz, Quere – «руда секущих жил». Химическая формула –SiO2. Кварц обладает следующими свойствами. Блеск стеклянный, в сплошных массах иногда жирный. Излом неровный или раковистый. Спайность отсутствует. Твердость – 7.

Кварц образуется при различных геологических процессах: Непосредственно кристаллизуется из магмы кислого состава. Кварц содержат как интрузивные (гранит, диорит), так и эффузивные (риолит, дацит) породы кислого и среднего состава, может встречаться в магматических по- родах основного состава (кварцевое габбро).

Ценное минеральное сырьё: используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезо-электрик), в электронных приборах. В больших количествах потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и чистый кварцевый песок) Также применяется в производстве кремнезёмистых огнеупоров и кварцевого стекла. Многие разновидности используются в ювелирном деле.

Фото 23. Кварц жильный. Место отбора образца: Карелия, Россия (№ образца 43, № полки 11)

Горный хрусталь. Горный хрусталь - минерал, чистая природная двуокись кремния, бесцветная, прозрачная разновидность кварца, одна из кристаллических модификаций кремнезёма (SiO2). Чистые бездефектные кристаллы горного хрусталя встречаются относительно редко и высоко ценятся. Практическое значение имеют кристаллы размером от 3-5 см.

Горный хрусталь обладает следующими свойствами. Цвет – бесцветный. Блеск – от стеклянного до жирного на изломе. Прозрачность – прозрачный. Твёрдость по шкале Мооса – 7. Излом – неровный, иногда раковистый. Спайность – неясная.

Встречается главным образом в пустотах гидротермальных жил, большинство промышленных месторождений и находок крупных кристаллов – в хрусталеносных жилах «Альпийского типа». Встречается также в пустотах пегматитовых жил и контактово-метаморфических месторождений различного типа. В осадочных породах весьма распространен, но крупных кристаллов не образует, а находится в виде кристаллических щёток на стенках трещин и в форме жеод, преимущественно среди известняков и в известковых толщах

Горный хрусталь применяется в радиотехнике для получения ультразвуковых колебаний. Изготовляют призмы спектрографов, линзы. Окрашенные кристаллы горного хрусталя применяются как полудрагоценные камни. Горный хрусталь используется для изготовления ювелирных изделий и предметов роскоши, а также различной магической атрибутики.

Фото 24. Горный хрусталь. Место отбора образца: месторождение Астафьевское, Южный Урал, Россия (№ образца 34, № полки 11)

Морион. Морион - чёрный или тёмно-бурый кварц (иногда называемый чёрным хрусталём). По поводу происхождения названия «морион» мнения специалистов расходятся: одни считают, что оно про- исходит от греческого «marrosys» – «хмурый» или от др.-греч. «μορ?σσω» – «черню», другие, что от латинского «mormorion» – «тёмный кристалл». На Урале, где морион сопутствует аквамаринам и топазам, он именовался «смоляк» или «цыган» за характерную форму излома и специфический блеск. Встречается в гидротермальных жилах, в пустотах гранитных пегматитов и грейзенах. Обесцвеченный морион применяется наряду с кварцем в технике.

Фото 25. Морион. Место отбора образца: Казахстан (№ образца 63, № полки 11)

Халцедон. Халцедон - полупрозрачный минерал, скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность кварца. Название получил по древнегреческому городу Халкидон (в Малой Азии). Полупрозрачен или просвечивает в краях, цвет самый разный, чаще от белого до медово-жёлтого. Твёрдость – 6,5-7. Имеет много разновидностей, окрашенных в различные цвета: красноватый (сердолик или карнеол), красновато-коричневый (сардер), зеленоватый (хризопраз), голубоватый (сапфирин), непрозрачный тёмно-зелёный с ярко-красными пятнами или полосами (гелиотроп) и другие.

Полосчатый халцедон, состоящий из отличающихся по оттенку, прозрачности и плотности слоёв, называется агатом. Образуется из поствулканических гидротермальных растворов в базальтах, андезитах, реже в риолитах вместе с цеолитами, аметистом, кальцитом. Халцедон образуется в виде натечных масс, корок с почковидной поверхностью, отдельных желваков, конкреций, прожилок. В натечных массах, корках, сталактитах волокна халцедона обычно направлены перпендикулярно поверхности натеков и имеют сложную агрегатную веерообразную структуру.

Цветные халцедоны – ювелирно-поделочные камни. Плиткой из некоторых разновидностей халцедона облицовывают стены влажных помещений, из халцедона вырезают столешницы, раковины, рамы для картин и зеркал. Ленточный халцедон оникс – прекрасный материал для витражей и абажуров.

Фото 26. Халцедон. Места отбора образца: Подмосковье, Россия (№ образца 99, № полки 10)

Фото 27. Халцедон. Места отбора образца: Джамбул, Казахстан (№ образца 100, № полки 10)

Сердолик или карнеол.Название минерала связано с окраской камня (от лат. cornis – ягода кизила). Сердолик – русское слово, означающее «радующий сердце». Это красновато-розовая, жёлто-красная или оранжево-красная разновидность халцедона. Физико-химические свойства минерала совпадают со свойствами халцедона. Используется в изготовлении ювелирных изделий.

Фото 28. Сердолик. Место отбора образца: Амур, Россия (№ образца 84, № полки 10)

Аметист. Название происходит от др.-греч. α - «не» + μ?θυσος «пьяница» и выражает собою поверие древних, что аметист предохраняет его владельца от пьянства. Это синяя, синевато-розовая или красно- фиолетовая разновидность кварца. Аметист обладает следующими свойствами. Цвет – фиолетовый до бледного красновато-фиолетового. Цвет черты – белый. Блеск – стеклянный, перламутровый. Прозрачен. Твердость – 7. Из- лом – раковистый; весьма хрупок. Спайность отсутствует. Встречается обычно в виде свободно сидящих в пустотах и жилах среди кристаллических горных пород кристаллов и их сростков. Используется как ювелирный камень.

Фото 29. Аметист. Место отбора образца: Бразилия (№ образца 6, № полки 11)

Тигровый глаз. Этот минерал - полупрозрачный кварц или халцедон, красивого золотисто-желтого или золотисто-коричневого цвета, с шелковистым отливом. Образуется в субщелочных гранитах совместно с кварцем и др. минералами, где амфиболы образуются по трещинам. Один из полудрагоценных камней, популярный материал для женских и мужских украшений. Сравнительно недорогой поделочный камень.

Фото 30. Тигровый глаз. Место отбора образца: ЮАР (№ образца 92, № полки 8)

Раухтопаз. Название минерала происходит от немецкого слова «Rauch» – дым и др.-греч. «τ?vαζος» – топаз. Синонимы – дымчатый кварц и дымчатый хрусталь – разновидность кварца. Несмотря на название, совершенно не имеет отношения к то- пазам. Слово «раухтопаз» является торговым и не совсем желательным термином, так как слово «раух» часто опускается для удобства и остается лишь «топаз», а к топазу этот минерал не имеет никакого отношения.

Окрашен в бурый цвет различной интенсивности – от едва заметного дымчатого оттенка до тёмно-бурого, коричневого. Встречается так- же абсолютно чёрная разновидность дымчато- го кварца, которая называется морионом. Цвет обычно углубляется от основания кристалла к его верхушке, а трещины, пузырьки и прочие дефекты чаще встречаются у основания. После осторожного нагревания в электропечи до 350° вуаль (окраска) дымчатого кварца пропадает, и он становится бесцветным и прозрачным как горный хрусталь. По другим сведениям цвет устойчив при нагревании до 450°. Окраска раухтопаза бывает обусловлена структурной примесью алюминия.

Встречается в виде прозрачных и полупрозрачных кристаллов, иногда очень больших (до 1 м в длину), часто образующих красивые сростки и друзы. Были сообщения о находке гигантских кристаллов дымчатого кварца весом до нескольких тонн. Месторождения раухтопаза в основном имеют гидротермальное происхождение и приурочены к пустотам внутри крупных кварцевых жил. Они многочисленны и распространены по всему миру.

Раухтопаз является одним из самых недорогих и доступных драгоценных камней. Наряду с горным хрусталем, аметистом и цитрином раухтопаз является разновидностью кварца, находящей применение в ювелирном деле. По другим классификациям относится к поделочным камням, так как используется для недорогих украшений.

Фото 31. Раухтопаз. Место отбора образца: Урал, Россия (№ образца 77, № полки 7)

Кремень. Название минерала происходит от греческого слова «κρημν?ς»- «утёс, гора». Этот минерал представляет собой конкреции кремнезема (SiO2) в осадочных горных породах. Часто окрашен окислами железа и марганца в разные цвета, с плавными переходами между ними.

В древности осколки кремня использовались для высекания огня. Древним человеком кремень использовался для изготовления оружия и бытовых предметов (наконечники стрел, кремнёвые ножи и т.д.). В средние века кремень широко использовался для по- лучения огня путём высекания искр на трут с помощью двух кусков кремня, или одного кремня и куска другого материала (кремень пирит, кремень сталь). Позже использовался в оружейном деле в колесцовых и ударных кремнёвых замках. В настоящее время при- меняется как сравнительно недорогой, но иногда, в случае оригинальности рисунка, до- вольно ценимый поделочный камень для инкрустаций и крупных вставок.

Фото 32. Кремень. Место отбора образца: Подмосковье, Россия (№ образца 50, № полки 10)

Агат. Знаменитый ученый древности Плиний Старший считал, что название происходит от реки Ахатес (др.-греч. ?χ?της) на Сицилии (возможно, современная Караби или Дирилло), другое толкование – от греческого «aγαθ?ς» – добрый, хороший, счастливый. Ювелиры называют агатом также разновидности халцедона без явной слоистости, но с различными включениями, создающими конкретный рисунок: моховой агат, агат звёздчатый и другие.

Агат – минерал, скрытокристаллическая разновидность кварца, представляет собой тонковолокнистый агрегат халцедона со слоистой текстурой и полосчатым распределением окраски. Ювелиры называют агатом также разновидности халцедона без явной слоистости, но с различными включениями, создающими конкретный рисунок: моховой агат, агат звёздчатый и другие.

Твёрдость – 6,5-7. Блеск на изломе тусклый жирный или матовый, у полированной поверхности – стеклянный. По химическому составу, как и кварц, это кремнезем, но неоднородной структуры и с большим количеством примесей. Устойчив к кислотам, травится только в HF. Прочный и вязкий. Непрозрачен, просвечивает в краях. Агаты медленно формировались в условиях, обеспечивающих протекание периодических химических реакций, связанных с диффузией и пересыщением соединений кремния.

Ценный поделочный и полудрагоценный камень, широко используется в ювелирном деле и как материал для художественной резьбы. Применяется в точном приборостроении. Из агата благодаря его прочности и вязкости в соединении с высокой твёрдостью изготовляют ступки и пестики для химико-аналитических работ, призмы для аналитических весов, камни для часов.

Фото 33. Агат. Место отбора образца: Урал, Россия

Кахолонг. Название произошло от калмыцких слов «кахе» – река и «халонг» –камень. Кахолонг – разновидность опала, камень, в котором отразилась чарующая чистота и белизна. Твердость – 6,5-7,0. Блеск – перламутровый, стеклянный.

Область употребления кахолонга очень широка – от инкрустации мебели и создания мозаичных панно до скульптурных композиций, предметов декора и разнообразных женских украшений. Камень прекрасно поддается ювелирной обработке.

Фото 34. Кахолонг. Место отбора образца: Узбекистан

Хризопраз. Слово «хризопраз» пришло из греческого языка, др.-греч. χρυσ?ς означает «золото», ðρ?σον – «лук-порей». Минерал представляет разновидность кварца и халцедона (скрытокристаллическая форма диоксида кремния), содержащая небольшое количество никеля. Цвет обычно яблочно-зелёный, но может варьироваться до тёмно-зелёного и голубовато-зелёного.

Так же как и все формы халцедона, хризопраз имеет твёрдость 6-7 по шкале Мооса и конхоидальную форму излома как у кремня. Хризопраз представляет собой скрытокристаллический агрегат, это означает, что он состоит из столь мелких кристаллов, что они не могут быть различимы невооружённым глазом. Это отличает его от горного хрусталя, аметиста, цитрина и других разновидностей кристаллического кварца. В отличие от изумруда, который обязан своим цветом присутствию хрома, цвет хризопраза обуславливается наличием никеля в форме крайне мелких включений. Эти включения, по имеющимся сведениям, представляют собой различные силикаты, такие как керолит или пимаелит (а не NiO минерал, бунзенит, как считалось раньше).

Хризопраз образуется в результате сильной эрозии или латеризации никельсодержащего серпентинита или других ультраосновных офиолитов. В австралийских залежах хризопраз встречается в виде жил и желваков с коричневым гётитом и другими оксидами железа в магнезитовом сапролите под железной и кремнистой шапкой.

Ювелирный хризопраз шлифуют, в основном кабошоном. Особенно эффектно смотрятся и дорого стоят высокие овальные кабошоны их хризопразов высшего сорта. Хризопраз великолепно и легко принимает полировку, но до «зеркала» её довести крайне сложно.

Фото 35. Хризопраз. Место отбора образца: Сарыкуль-Болды