4. Кислородные соединения Класс оксиды и гидроксиды

Оксиды представляют собой соединения химических эле­ментов с кислородом, гидроксиды — вещества, содержание гидроксогруппы ОН и химический элемент. Минералы этого класса составляют 17 % массы земной коры, их общее количе­ство превышает 200 минералов.

Оксиды и гидроксиды имеют различное происхождение, но большинство из них возникло при экзогенных процессах в верх­них частях земной коры. Ряд эндогенных минералов при вывет­ривании разрушается и переходит в оксиды и гидроксиды. Мно­гие оксиды, будучи устойчивыми в окислительной обстановке поверхности, накапливаются в россыпях (магнетит, касситерит).

Физические свойства оксидов различны, для большинства из них характерна высокая твердость.

Магнетит (магнитный железняк) . Сингония ку­бическая. Кристаллы имеют октаэдрический облик. Встречается в виде зернистых агрегатов, друз, отдельных хорошо огранен­ных кристаллов.Основные диагностические свойства: черный цвет; черная черта; сильные магнитные свойства. Образуется при собственно магматических, контактово-метасоматических и метаморфических процессах обычно в вос­становительных условиях.Спутниками магнетита могут быть гематит, пирит, хромит, гранат, апатит.Практическое значение — важнейшая железная руда.

Класс карбонаты К этому классу относятся минералы — соли угольной ки­слоты. Большинство карбонатов — безводные простые соеди­нения, главным образом Са, Mg и Fe с комплексным анионом [СОз] ~. На долю карбонатов в земной коре приходится около 2 % ее массы, причем около 1,5 % — на долю кальцита. Общее количество карбонатов — более 60 наименований. Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты соляной кислоты, с которой они в той или иной степени взаимодействуют с выделением углекислого газа.

Кальцит — СаСОз. Основные диагностические свойства: твердость 3; спай­ность совершенная по ромбоэдру (в трех направлениях); бурная реакция с НС1: «вскипает» с выделением СО₂. Происхождение кальцита

различное. Осадочный кальцит является главным породообразующим минералом известняков, мергелей, мела. Кальцит метаморфического происхождения слагает мраморы, образующиеся путем перекристаллизации из­вестняков. Гидротермальный кальцит слагает жилы, ассоцииру­ет со многими рудными минералами, а также с кварцем, флюо­ритом, баритом. Практическое значение — применяется как строительный материал, в качестве флюса в металлургии; в сельском хозяйст­ве — для известкования почв. Исландский шпат (обладающий свойством двойного лучепреломления) используется в оптике.

Класс сульфатыМинералы данного класса являются солями серной кислоты. Сульфаты составляют около 0,5 % массы земной коры. Их насчи­тывается более 130. Основная масса сульфатов имеет экзогенное происхождение — это химические морские и озерные осадки. Не­которые сульфаты образуются гидротермальным путем (барит).

Барит (тяжелый шпат)Часто пред­ставлен зернистыми агрегатами характерного листоватого сло­жения. В пустотах образует друзы, встречается в виде натечных форм .Основные диагностические свойства: высокая плотность — 4,5 (узнается по тяжести); светлая окраска (цвет белый, серый, голубоватый, желтоватый); спайность совершенная в одном на­правлении и средняя — в двух других; таблитчатая форма кри­сталлов. Происхождение чаще всего гидротермальное. Реже появле­ние барита связано с процессами выветривания и осадконакопления. Ассоциирует с флюоритом, гипсом, кальцитом, сульфи­дами свинца, цинка, железа. Практическое значение — применяется как утяжелитель глинистых растворов при бурении; как тяжелый наполнитель в резиновой и бумажной промышленности; в качестве сырья для производства бариевых препаратов.

Класс вольфраматы К данному классу относятся минералы, являющиеся солями вольфрамовой кислоты. Этих минералов немного, но они ис­пользуются как ценные руды на вольфрам.

Вольфрамит. Состав переменный. Сингония моноклинная. Образует удлиненные пластинча­тые или таблитчатые кристаллы, часто со штриховкой по длин­ной оси. Основные диагностические свойства: цвет темно-бурый, черный; черта бурая; форма кристаллов; высокая плотность (6,7—7,5); часто — ассоциация с кварцем. Происхождение, в основном, связано с высокотемпературны­ми гидротермальными, реже — с пневматолитовыми процессами. Характерными спутниками, кроме кварца, являются касси­терит, молибденит, арсенопирит, пирит и другие сульфиды, в грейзенах — слюда и флюорит. Практическое значение — важнейшая вольфрамовая руда.

Класс фосфаты Минералы этого класса являются солями фосфорной кисло­ты. Фосфаты и их аналоги (арсенаты, ванадаты) слагают 0,7 % массы земной коры и представлены более чем 300 минералами.

Апатит. Состав минерала слож­ный. Ионы фтора, хлора и гидроксилионы могут замещать друг друга вплоть до образования крайних членов изоморфного ряда—хлор-, фтор-, гидроксилапатипа. Час­то встречается в виде зернистых сахаровидных агрегатов. Основные диагностические свойства: цвет зеленоватый, бе­лый, голубой; блеск стеклянный на гранях и жирный на изломе; твердость 5; форма выделения.Происхождение: 1) магматическое, связанное со щелочны­ми породами, в ассоциации с нефелином; здесь апатит наблюда­ется в виде мелкозернистых сахаровидных масс светло-зеленого и серого цвета; 2) пегматитовое и контактово-метасоматическое в виде крупных хорошо ограненных кристаллов голубого и голубовато-зеленого цвета в ассоциации с кальцитом, мусковитом, флогопитом; 3) осадочное — в виде конкреций и землистых масс в фосфоритах, возникших биохимическим путем.Практическое значение — источники фосфора, основное сырье для получения фосфорных удобрений.

Класс силикаты и алюмосиликаты Силикаты и алюмосиликаты представляют собой обширный класс минералов. Общее количество минеральных видов силика­тов — около 800. По распространенности на долю силикатов приходится более 75 % массы земной коры. Это объясняется тем, что многие силикаты и алюмосиликаты являются важнейшими породообразующими минералами, из которых сложена основная масса горных пород (полевые шпаты, кварц, слюды, роговая об­манка, пироксен, оливин и др.). Самые распространенные в при­роде — минералы группы полевых шпатов, а затем кварц, на до­лю которого приходится около 12 % объема земной коры.Для силикатов характерны сложный химический состав и изоморфные замещения одних элементов другими. К главным химическим элементам, входящим в состав силикатов, относят­ся: О, Si, Na, Ca, К, Mg, Al, Fe, Li и др. В основе строения всех силикатов находятся комплексные анионы [SiO4] , называемые кремнекислородными тетраэдрами. Все разнообразие силикатов основывается на различном сочетании кремнекислородных тет­раэдров.Все минералы класса силикатов по своей структуре разде­ляются на следующие подклассы.

Островные силикаты(оливин, гранаты);Кольцевые силикаты(берил) ;Цепочечные силикаты(пироксен);Ленточные силикаты(роговая обманка);Слоистые(листовые) силикаты(тальк,серпентин);Каркасные силикаты(полевые шпаты ,плагиоклаз)

Мусковит — KAhtAlSiaOioKOH, Ffo. Название происходит от Московии (Московское государство). Бесцветный, часто с желтоватым, сероватым, коричневатым оттенком. Тонкочешуй­чатые разновидности называются серицитом. Происхождение магматическое, метаморфическое, пегмати­товое. Встречается в ассоциации с полевыми шпатами, кварцем.

Практическое значение — отличется высокими диэлектри­ческими свойствами, поэтому используется в электропромыш­ленности, радиотехнике и приборостроении.