Тип кислородные соединения

Поскольку кислород является самым распространенным элементом земной коры, он входит в состав абсолютного большинства минералов (около 97 %), которые и называют кислородными соединениями. В зависимости от типа соединения или кислотного остатка их делят на целый ряд классов.

Класс «оксиды и гидроксиды»

Минералы этого класса представляют собой достаточно простые соединения химических элементов с кислородом и гидроксилом (ОН). По количеству входящих в пего минералов занимает одно из первых мест: на долю оксидов и гидроксидов приходится около 17 % от массы земной коры. Из них около 12,6 % составляют соединения кремния и 3 % — соединения железа. Свойства минералов этого класса весьма разнообразны, а образование их происходит как в эндогенных, так и в экзогенных условиях. Являются важными породообразующими или рудными минералами.

Кварц SiOy. Является одним из наиболее распространенных в земной коре породообразующих минералов. По своему химическому составу относится к типичным оксидам. Однако кристаллическая структура кварца, где ионы кремния находятся в четверном тетраэдрическом окружении ионов кислорода, близка к структуре каркасных силикатов.

Сингония тригональпая. Хорошо ограненные кристаллы образуются в пустотах и имеют удлиненно призматический или пирамидальный облик с характерной поперечной штриховкой на гранях. Чаще встречается в виде кристаллически зернистых агрегатов, друз, щеток, корочек.

Бесцветный или благодаря присутствию примесей окрашен в серый, розовый, фиолетовый, черный и другие цвета. Прозрачный хорошо окристаллизованный кварц называют горным хрусталем, фиолетовый — аметистом, буроватые темно-серые разновидности — дымчатым кварцем (раухтопазом); черные хорошо образованные кристаллы — морионом; черты не дает; блеск стеклянный на гранях кристаллов и жирный на изломе; может быть прозрачным, полупрозрачным, просвечивающим в тонком крае; твердость 7; спайность весьма несовершенная; излом неровный или раковистый; удельный вес средний (2650).

Образуется кварц в разнообразных, главным образом эндогенных процессах — магматическом, пегматитовом, пневматолитовом, гидротермальном. Как главный породообразующий минерал входит в состав кислых магматических, многих метаморфических пород, гранитных пегматитов, является основным жильным минералом многих рудных тел.

Характерными спутниками кварца являются калиевые полевые шпаты, кислые плагиоклазы, мусковит, топаз, берилл, рудные минералы. Применяется в оптике, радиотехнике, ювелирном деле, стекольном производстве (кварцевые пески).

Халцедон SiO., — скрытокристаллическая разновидность кварца. Обычно встречается в виде сплошных плотных масс, секреций, желваков, натечных почковидных образований.

Окраска непостоянная. Обычные халцедоны имеют серый или голубовато-серый цвет. Примесями может быть окрашен в разнообразные тона, в связи с чем выделяются многочисленные разновидности. Халцедоны красновато-оранжевого цвета называют сердоликами, яблочно-зеленого — хризопразами, зеленые халцедоны с ярко-красными пятнами — гелиотропами, полосатые разновидности — агатами или ониксами. Халцедоны с большим количеством тонкораессянпых красящих примесей образуют яшмы, нередко имеющие очень красивую пеструю окраску. При наличии значительной примеси песчано-глииистых частиц и гидроксидов железа возникают кремни; черты не даст; блеск восковой, обычно просвечивает в тонком крае; твердость 6,5-7; спайность весьма несовершенная; излом раковистый; плотность средняя (2650).

Будучи очень близким к кварцу по основным диагностическим свойствам, халцедон легко отличается от пего по формам выделения и характерной окраске. Происхождение халцедона чаще всего связано с низкотемпературными гидротермальными процессами, сопровождающими вулканическую деятельность. В экзогенных условиях образуется чаще всего при раскристаллизации гелей кремнезема. Применяется халцедон как поделочный камень и в точном приборостроении.

Опал Si02 - пН.О. Аморфный минерал, выделяющийся в виде сплошных масс или натечных образований. Является породообразующим минералом некоторых осадочных пород органогенного происхождения.

Сам по себе опал бесцветен; благодаря примесям бывает окрашен в различные оттенки желтого, бурого, зеленого и черного цвета; черты не дает; блеск стеклянный неяркий или жирный; полупрозрачен или просвечивает. Полупрозрачные иризирующие разновидности называют благородным опалом; твердость 5,5, хрупок; спайность весьма несовершенная; излом раковистый; легкий (удельный вес 1900-2300).

От сходного с ним халцедона отличается более низкой плотностью. Происхождение в основном экзогенное, связанное с процессами выветривания и осадконакопления. Может отлагаться из гидротермальных растворов в вулканических областях, образуя миндалины и жеоды в эффузивных породах. Благородный опал используется в ювелирном деле. Рядовые опалы применяют как абразивный материал, а опалосодержащие осадочные породы применяются в керамике и для изготовления легких огнеупорных кирпичей.

Гематит Fe.,Oy Сингония тригональная, кристаллы пластинчатого или ромбического облика, очень редки. Природные формы выделения многообразны: плотные скрытокристаллические и землистые массы (красный железняк), пластинчатые и чешуйчатые агрегаты (железная слюдка, железный блеск), натечные почковидные выделения с радиально-лучистым строением и гладкой блестящей поверхностью (стеклянная голова), псевдоморфозы по магнетиту (мартит).

Цвет от почти черного до красно-бурого; черта вишнево-красная, что для гематита является важнейшим диагностическим признаком; блеск полуметаллический, у землистых разностей — матовый, а у железистой слюдки — металлический, непрозрачен; твердость 5,5-6; спайность несовершенная, характерна отдельность норомбоэдру; излом неровный, раковистый, землистый; тяжелый (5000-5200).

Происхождение чаще всего эндогенное, связанное с метаморфическими и гидротермальными процессами. Иногда образуется в поверхностных условиях как продукт изменения других железосодержащих минералов. Характерными спутниками являются магнетит, лимонит, кварц. Применяется в черной металлургии как железная руда.

Магнетит (магнитный железняк) Fe2+Fe./+04, (Fe^OJ. Сингония кубическая, кристаллы имеют октаэдрический облик. Встречается в виде зернистых агрегатов, отдельных хороню ограненных кристаллов и их сростков, друз, щеток.

Цвет железо-черный; черта черная; блеск полуметаллический, непрозрачен; твердость 5,5-6,5; спайность несовершенная; излом неровный; тяжелый (5200), сильно магнитен, что является его характерным диагностическим признаком.

Разновидность магнетита с высоким содержанием титана в виде изоморфной примеси называется титаномагнетитом. Происхождение эндогенное, связанное с собственно магматическими и метаморфическими процессами. Характерные минералы-спутники: гематит, гранат, серпентин, хромит, пирит, апатит. Применяется как важнейшая железная руда.

Лимонит (гидрогетит) HFe09 -nH.,0 (Fe.p.} -пН20). Обычно встречается в смеси с гидроксидами кремния, глинистым веществом, образуя минеральные смеси, называемые бурыми железняками. Формы природных выделений многообразны: землистые и плотные скрытокристаллические агрегаты, натечные образования с гладкой блестящей поверхностью, солиты («бобовые руды»). Физические свойства меняются в зависимости от форм выделения и состава.

Цвет колеблется от охристо-желтого у порошковатых землистых разностей до темно-бурого и почти черного у плотных и натечных агрегатов; черта во всех случаях охристо-желтая; блеск изменяется от полуметаллического до матового; твердость — от 1 до 5; спайность весьма несовершенная; излом — неровный, землистый, у плотных разностей может быть раковистым; удельный вес 3600-4000.

Образование лимонита связано либо с процессами выветривания железосодержащих минералов (сульфидов, силикатов, оксидов и др.), либо с процессами химического и биохимического осадконакопления. Таким образом, он является типичным экзогенным минералом. Применяется в черной металлургии как железная руда.

Корунд AI.JO. Сингония тригональная. Встречается в виде довольно хорошо ограненных боченковидных, столбчатых и пластинчатых кристаллов, вкрапленных в породы, а также в виде сплошных тонкозернистых масс.

Цвет синевато-, желтовато-, розовато-серый. Встречаются прозрачные кристаллы разнообразной окраски: синие (сапфиры), красные (рубины), бесцветные (лейкосапфиры); черты не дает; блеск стеклянный, алмазный; твердость 9; спайность несовершенная, часто наблюдается отдельность; удельный вес 4000.

Образуется в эндогенных условиях при магматических, пегматитовых и метаморфических процессах. Являясь химически устойчивым минералом, часто устанавливается в россыпях. Применяется в ювелирном деле и как абразивный материал.

Класс «силикаты и алюмосиликаты»

Минералы этого класса наиболее распространены в земной коре, являясь породообразующими практически всех магматических, метаморфических и некоторых осадочных пород. Содержание их в земной коре составляет около 75 вес. %. Минералы, в решетках которых часть кремния изоморфно замещается алюминием, называют алюмосиликатами. Основой кристаллической структуры силикатов является кремне- кислородный тетраэдр, в центре которого располагается ион кремния S i 1 + , а в четырех окружающих его вершинах тетраэдра — ионы кислорода О2", создавая четырехвалентный радикал [ S i O J 4. Обладая свободными валентными связями, тетраэдры могут соединяться друг с другом или ионами иных химических элементов, образуя кристаллические решетки минералов. В зависимости от способа соединения тетраэдров в решетках класс силикатов делится па несколько подклассов.

Островные — в них кремнекислородные тетраэдры изолированы друг от друга (не имеют общих ионов кислорода) и соединяются в решетках с помощью ионов других элементов.

Кольцевые — тетраэдры образуют замкнутые кольца — трех-, четырех- и шестиугольной конфигурации.

Цепочечные — отличаются ярко выраженной линейной направленностью наиболее прочных связей в кристаллических решетках. Тетраэдры в этом случае объединяются в непрерывные бесконечные цепочки, связи внутри которых всегда более прочные, нежели между ними.

Ленточные — основой кристаллической структуры являются сдвоенные цепочки, или ленты.

Листовые (слоевые). Характеризуются двумерным распределением наиболее прочных связей в структуре; кремнекислородные тетраэдры соединяются, образуя бесконечные слои, связи между которыми всегда менее прочные, чем внутри них.

Каркасные — кремнекислородные тетраэдры в кристаллических решетках соединяются через все свои вершины, образуя трехмерные каркасы. Характеризуются равномерным распределением в пространстве прочнейших химических связей.

Особенности кристаллических структур силикатов и алюмосиликатов обнаруживают тесную связь с их физическими свойствами. Так, например, минералы с листовой структурой отличаются весьма совершенной спайностью в одном направлении; минералы с линейно вытянутыми структурами (цепочечными и ленточными) часто образуют призматические, игольчатые и волокнистые кристаллы, островные и каркасные минералы, с плотной однородной упаковкой структурных единиц в их решетках, как правило, обладают высокой твердостью. Для минералов данного класса характерны широкое развитие изоморфных замещений, частое присутствие гидроксила, в связи с чем их химические формулы достаточно сложные. Абсолютное большинство силикатов образуется в эндогенных геологических процессах.

Подкласс «островные силикаты»

Оливин (перидот) (Fe,Mg)2[SiO J, Железо-магнезиальный силикат, принадлежащий к изоморфному ряду форстерит Mg2 [ S i O J — фаялит F c J S i O J. Сингония ромбическая. Хорошо образованные кристаллы редки, обычно встречается в виде зернистых агрегатов.

Цвет различный в зависимости от химического состава: от светлого желтоватого до оливково-зеленого и почти черного (темные окраски имеют более железистые разности); черты не дает, блеск стеклянный; просвечивает в тонком крае, но встречаются и прозрачные желтовато-зеленые оливины, называемые хризолитами; твердость 6,5-7; спайность средняя; излом неровный или раковистый, зернистый; удельный вес 3300-4400.

Происхождение магматическое, оливин является породообразующим минералом ультраосновных и основных пород. В зоне выветривания неустойчив и замещается вторичными минералами — серпентином, тальком и др. Практическое значение невелико: маложелезистые оливино- вые породы применяются для изготовления огнеупорных кирпичей, а сравнительно редкий хризолит употребляется в ювелирном деле как драгоценный камень.

Гранаты представляют собой группу минералов с общей формулой R3 2 + R2: , 4 [ S i O J 3 1 где R 2 + - Са, M n , F c 2 + , R ) + - Al, Cr, F e 3 + . Сингония кубическая. Образуют изометричные кристаллы (ромбодекаэдры, тетрагон- триоктаэдры), друзы, зернистые агрегаты.

Окраска различная и находится в прямой зависимости от химического состава; по этому признаку выделяют разновидности гранатов, наиболее распространенными из которых являются: альмандин F e 3 A l 2 [ S i O J 3 — от красно-коричневого до вишнево-красного; андрадит C a 3 F e 2 [ S i O J 3 — бурый, буровато-зеленый; гроссуляр C a 3 A l 2 [ S i O J 3 — светло-зеленый; пироп M g 3 A l 2 [ S i O J 3 — темно-красный; черты не дает; блеск стеклянный на гранях кристаллов и жирный на изломе; полупрозрачен или просвечивает; твердость 6,5-7,5; спайность несовершенная; излом неровный; удельный вес 3500-4200.

Происхождение связано с процессами контактового и регионального метаморфизма. Ассоциирует с эпидотом, хлоритом, пироксенами, биотитом, кальцитом и др. Применяют прозрачные и красиво окрашенные разности гранатов в ювелирном деле как полудрагоценные камни, рядовые гранаты используют в качестве шлифовального абразивного материала.

Эпидот Ca2(AlFe).}[Si.)07]lSi04]OH. Сингония моноклинная. Кристаллы призматические, удлиненные с продольной штриховкой, часто образует зернистые агрегаты шестоватого строения.

Цвет фисташково-зеленый; черты не дает; блеск стеклянный, просвечивает в топком крае; твердость 6,5; спайность совершенная; излом занозистый или неровный; удельный вес около 3300.

Происхождение контактово-метаморфическое, характерный минерал скарнов, где ассоциирует с гранатом, магнетитом, кальцитом и др.

Подкласс «цепочечные силикаты»

Пироксеины — важная группа породообразующих минералов с общей формулой R2 f S i 2Oe ] , где R — Са, M g , Fe, иногда Мп; некоторые пироксены содержат A l , F e 3 + , Na. Широко развиты изоморфные замещения катионов. Кристаллизуются в ромбической и моноклинной сингониях, отдельные кристаллы обычно короткостолбчатые в отличие от удлиненных кристаллов, характерных для группы амфиболов. Входят в состав магматических и метаморфических горных пород. Наиболее характерным представителем этой группы является авгит.

Авгит Ca(Mg,Fe,Al)f(SiAl)2OJ. Сингония моноклинная. Кристаллы короткостолбчатые, с поперечным сечением восьмигранники, таблитчатые, нередко имеющие блестящие грани; чаще встречаются зернистые агрегаты.

Цвет черный, буровато- и зеленовато-чериый, реже темно-зеленый; черта неясная серовато-зеленоватая; блеск стеклянный; твердость 5,5-6; спайность средняя по граням призмы под углом, близким к прямому; излом ступенчатый или неровный; удельный вес средний (3300-3600).

Происхождение магматическое, характерен для пород среднего и основного состава, где ассоциирует с основными плагиоклазами, магпетитом, оливином. Встречается также в скарнах, как контактово-мета- соматический минерал. В процессе вторичных изменений замещается хлоритом, эпидотом, роговой обманкой.

В виде минералов авгит и большинство других пироксенов практического значения не имеют. Но магматические горные породы, в состав которых они входят, широко используются как строительные и облицовочные материалы.

Подкласс «ленточные силикаты»

Амфиболы — распространенная группа минералов со сложным и непостоянным, вследствие большого числа изоморфных замещений, составом. Общая упрощенная формула R7 2 +(OH)2 [ S i ^ 0 1 1 J 2 , где R — Са, Mg, Fc. Кроме того, в состав амфиболов могут входить трехвалентные А1 и Fe и одновалентный Na. Кристаллизуются в моноклинной и ромбической сипгониях.

Кристаллы обычно сильно удлиненные — призматические, игольчатые, столбчатые. Макроскопически сходны с пироксенами, но отличаются от них характерным вытянутым в одном направлении габитусом кристаллов, совершенной спайностью под тупым (около 120°) углом и более интенсивным блеском. Являются породообразующими минералами многих магматических и метаморфических пород. Наиболее характерным и распространенным представителем этой группы является роговая обманка.

Роговая обманка NaCa2(Mg,Fe2+)4(Fe:i+,Al)[(Si,Al)4011]2(OH)r Сингония моноклинная. Кристаллы призматические, столбчатые, игольчатые; очень характерны шестоватые агрегаты, известны также волокнистые асбестовидные разности роговых обманок.

Цвет темно-зеленый до черного, иногда буроватый; черта неясная зеленоватая; блеск стеклянный; твердость 5,5-6; спайность по призме совершенная под углом 124°; излом занозистый или ступенчатый; удельный вес 3100-3300.

Происхождение роговой обманки магматическое или метаморфическое, поэтому она входит в качестве главного породообразующего минерала в состав очень многих магматических и метаморфических горных пород. В виде минерала практического значения не имеет.

Подкласс «листовые (слоевые) силикаты»

В решетках минералов этого подкласса, как уже отмечалось, кремнекислородные тетраэдры объединяются в бесконечные слои, состоящие из шестичленных колец, в вершинах которых располагаютсяионы кремния, окруженные четырьмя ионами кислорода. Характерной особенностью химического состава является постоянное присутствие гид- роксильной группы, нередко вместе с фтором. Из катионов, которые вместе с группой ОН непосредственно связаны со слоями крем некислородных тетраэдров, наиболее характерны А Р , M g 2 + , Fei + , Са2 + , К+, L i " . Во многих минералах часть кремния изоморфно замещена алюминием (слюды, хлориты, глауконит), и их следует относить к алюмосиликатам. Слоистое строение кристаллических решеток обусловливает замечательное свойство этих минералов расщепляться на тонкие листочки (весьма совершенную спайность), гексагональную форму листочков, низкую твердость и некоторые другие особенности. Являются породообразующими минералами магматических, метаморфических, а иногда п глинистых осадочных пород.

Тальк Mgj(OH)2[Si40ю]. Сингония моноклинная. Кристаллы таблитчатой формы сравнительно редки. Чаще встречается в виде листоватых и чешуйчатых агрегатов, а также плотных скрытокристаллических масс (мыльный камень).

Цвет от почти белого до светло-зеленого; черта белая; блеск стеклянный с перламутровым отливом, у плотных масс восковой, в тонких листочках просвечивает; твердость 1; спайность весьма совершенная в одном направлении (у плотных масс не видна); излом неровный сглаженный; удельный вес 2700-1800, жирный на ощупь, листочки гибкие, но неупругие.

Происхождение эндогенное, чаще всего образуется при метаморфизме ультраосновных магматических пород, развиваясь по оливину и пироксенам. Встречается вместе с серпентином, хлоритом, магнетитом, карбонатами. Используется как огнеупорный и кислотоупорный материал, а также в резиновой, бумажной промышленности и медицине.

Серпентин Mg6(OH)JSi4OfJ. Сингония моноклинная, но кристаллов не образует и встречается в виде сплошных скрытокристаллических масс.

Окраска от желтовато-зеленой до темно-зеленой, нередко неоднородная пятнистая; черта белая; блеск восковой или жирный; твердость 2,5-4; спайность в плотных агрегатах не наблюдается; излом неровный или раковистый; удельный вес 2500-2700.

Бледно-зеленый, плотный, просвечивающий в краях серпентин называют серпофитом, или офитом (благородный серпентин); а чешуйчатый и скорлуповатый темно-зеленого цвета — антигоритом. Образуется при метаморфических процессах за счет преобразования ультраосновных пироксен- и оливинсодержащих пород под действием гидротермальных растворов. Серпентинизированные породы используются для изготовления огнеупорных кирпичей; красиво окрашенные разновидности серпентина применяют как поделочный и облицовочный камень. Хризотил-асбест имеет тот же состав, что и серпентин, являясь его тонковолокнистой разновидностью. Встречается в виде прожилок поперечно-волокнистого строения в плотных серпентинах.

Цвет светло- и желтовато-зеленый, голубой; блеск шелковистый; твердость 2-3; спайность весьма совершенная, легко расщепляется на прочные, гибкие волокна; излом занозистый; удельный вес 2500-2700.

Эндогенный, образуется в результате переработки гидротермальными растворами магнезиальных пород и силикатов. Применяется благодаря огнестойкости и низкой теплопроводности как огнеупорный и теплоизоляционный материал.

Хлориты (MgFe)5Al(OH)8[AlSi301()Р. Под этим названием объединяется большая группа минералов, которые с химической точки зрения являются алюмосиликатами железа, магния и алюминия. Состав хлоритов очень сложный из-за большого числа изоморфных замещений. Кристаллизуются все хлориты в моноклинной сингонии и обычно образуют чешуйчатые или листоватые агрегаты и сплошные массы.

Для большинства характерна темно-зеленая окраска, что и послужило основанием для названия всей группы; черта серовато-зеленоватая; блеск восковой или перламутровый; твердость 2-2,5; спайность весьма совершенная в одном направлении, листочки гибкие, но неупругие; излом неровный, сглаженный; удельный вес средний (2600-2800).

Происхождение хлоритов связано с процессами метаморфизма, где они образуются путем замещения (хлоритизации) многих железомаг- незиальиых и железистых силикатов. Входит в состав метаморфических, а как вторичный минерал и магматических горных пород. Практическое значение имеют только богатые железом хлориты (шамозит, тюрингит), которые используются как железные руды.

Слюды. Так же как пироксены и амфиболы, представляют собой целую группу минералов, широко распространенных в земной коре и входящих в состав магматических и метаморфических пород. Многие из них имеют важное практическое значение. Слюды являются алюмосиликатами, в кристаллической структуре которых на каждые три кремнекислородпых тетраэдра приходится один алюмокислородный. Из катионов наиболее характерны F e 2 \ M g 2 ' , К 1 + , L i l + . Обычно присутствует гидроксильиая группа (ОН), которая может замещаться фтором. Кристаллизуются все слюды в моноклинной сингоний. Кристаллы листоватые, пластинчатые, таблитчатые, боченковидпые. Образуют чешуйчатые и пластинчатые агрегаты. Благодаря однотипности кристаллических структур многие физические свойства слюд являются общими.

Перламутровый или стеклянный блеск; низкая твердость (2-3); совершенная спайность в одном направлении, в связи с чем легко расщепляются на отдельные гибкие и упругие листочки; плотность у слюд средняя (2700-3100).

Некоторые из них характеризуются высокими диэлектрическими свойствами. Наиболее важными представителями группы слюд являются мусковит, биотит и лепидолит. Основным отличительным признаком слюд является окраска, обусловленная особенностями химического состава.

Мусковит KAl2(OH,F)2[AlSi.J0ю]. Это бесцветная или слабо окрашенная в желтоватые, зеленоватые, сероватые тона калиевая слюда. Черта белая; в тонких пластинах прозрачна. Тонкочешуйчатые разновидности мусковита называют серицитом.

Биотит K(Mg,Fe)[j(OH,F)2[AlSi.jOт]. Темная железомагнезиальная слюда черного, часто с коричневатым и зеленоватым оттенком, цвета. Черта неясная сероватая, непрозрачен или просвечивает.

Лепидолит KLi 1 ^Alf (OH,F)2[AlSi.p 1fJ. Литиевая слюда характерного розовато-сиреневатого цвета, черта белая, просвечивает. Из распространенных разновидностей слюд следует также упомянуть флогопит (магнезиальная слюда), темные разности которого очень похожи на биотит, а светлые — на мусковит.

По условиям образования все слюды связаны с эндогенными высокотемпературными процессами, в которых важную роль играют лету- чие компоненты. Они могут формироваться в собственно-магматических, пегматитовых, метаморфических и контактово-метасоматических процессах. Промышленные скопления мусковита и лепидолита связаны с пегматитовыми и контактовыми процессами. Из всех слюд промышленного значения не имеет только биотит. Мусковит и флогопит используются главным образом в электротехнической промышленности, а лепидолит является важнейшей литиевой рудой.

Каолинит All(OH)H[Si401П]. Обычно встречается в виде скрытокрис- таллических землистых, порошковатых, реже плотных масс. Отдельные кристаллы пластинчатой формы исключительно редки.

Цвет белый, нередко с желтоватым, сероватым, буроватым оттенком; черта белая; блеск матовый; твердость 1; спайность макроскопически не устанавливается; излом неровный, землистый; удельный вес 2600; сильно гигроскопичен, жирный на ощупь, при насыщении водой образует пластичную массу.

Образуется в экзогенных условиях при выветривании магматических и метаморфических пород, богатых алюмосиликатами. Входит в состав большинства глин. Глины, состоящие преимущественно из каолинита, называют каолиновыми, или каолинами. Используется в керамическом производстве, строительном деле, бумажной промышленности, а также как огнеупорный материал.

Глауконит K[Fe3+AlFe-iMg)2./OH).JAlSi3Ow]-nH,20. Образует землистые агрегаты или мелкие округлые зернышки в осадочных породах; кристаллы исключительно редки. Цвет зеленый разных оттенков, черта зеленоватая, блеск матовый, твердость 2-3, спайность практически не устанавливается, удельный вес 2200-2300. Происхождение осадочное, входит в состав песчаников, опок, глин. Используется в сельском хозяйстве как калийное удобрение, как краситель и для смягчения жесткой воды.

Подкласс «каркасные силикаты»

В решетках минералов этого подкласса кремнекислородные тетраэдры соединяются друг с другом всеми вершинами, образуя трехмерные каркасы. Особенностью каркасных силикатов является то, что наряду с кремнекислородными тетраэдрами в них присутствуют и алюмокислородные, где место кремния занимает алюминий. Таким образом, каркасные силикаты всегда являются алюмосиликатами. Появившиеся при таком замещении дополнительные отрицательные заряды компенсируются крупными катионами N a f , К+ , Са2 + . Среди каркасных силикатов выделяют две главные группы минералов — полевые шпаты и фельдшпатоиды.

Полевые шпаты. Минералы этой группы относятся к числу наиболее распространенных, па их долю приходится около 50 % веса земной коры. Являются главными породообразующими минералами большинства магматических и метаморфических пород. Полевые шпаты представляют собой безводные алюмосиликаты калия, кальция и натрия и обладают многими общими свойствами.

Светлая окраска; сравнительно высокая твердость (5-6); хорошо выражена спайность; средняя плотность (2500-2700).

По химическому составу делятся на натриево-кальциевые, или плагиоклазы, и натриево-калиевые, или просто калиевые полевые шпаты. Характерной особенностью минералов этой группы является способность образовывать изоморфные смеси.

Плагиоклазы представляют собой изоморфные смеси натриевой составляющей — альбита Na[AlSi.,OJ (Ab) и кальциевой — анортита C a [ A l 2 S i 2OJ (An), причем смесимость этих компонентов неограниченная (совершенный или полный изоморфизм).

В зависимости от количественных соотношений альбитовой и анор- титовой составляющих выделяют следующие разновидности плагиоклазов: Содержание S i 0 2 в плагиоклазах убывает от альбита к анортиту, в связи с этим различают кислые (альбит, олигоклаз), средние (андезин) и основные (Лабрадор, битовнит, анорит) плагиоклазы. Кристаллизуются плагиоклазы в триклинной сингонии, однако хорошо образованные кристаллы дают редко и обычно встречаются в виде кристаллически зернистых агрегатов с характерной пластинчатой формой зерен.

Простейшие физические свойства плагиоклазов, определяемые макроскопически, сходны между собой.

Цвет от белого, сероватого, зеленоватого до темно-серого, почти черного; черты не дают; блеск стеклянный, обычно просвечивают в тонком крае; твердость 6; спайность совершенная в двух направлениях под углом, отличающимся от прямого (86°), отсюда их название «плагиоклаз» (по гречески «косораскалывающийся»); излом ступенчатый; удельный вес от 2620 — у альбита до 2760 — у анортита.

Характерным диагностическим признаком плагиоклазов является наличие полисинтетических двойников, вследствие чего на плоскостях спайности наблюдается топкая штриховка. Разновидности плагиоклазов обычно устанавливаются под микроскопом по оптическим константам, однако некоторые из них, а именно альбит и Лабрадор, можно определить макроскопически.

Альбит Na[AlSi,,08 ] чаще всего образует мелкозернистые «сахаро- видпые» агрегаты и обладает белой или серовато-белой окраской. Пластинчатые разновидности альбита называются клевеландитом.

Лабрадор — темный плагиоклаз от зеленовато-серого до почти черного цвета с характерной иризацией в зеленовато- и голубовато-синих тонах.

Происхождение плагиоклазов в основном магматическое, и они являются главными породообразующими минералами магматических горных пород. Альбит нередко образуется также в пневматолитово-гидро- термальных процессах. Используются многие плагиоклазы как керамическое сырье, а Лабрадор, обладающий красивой иризацией, является ценным облицовочным и поделочным камнем.

Калиевые полевые шпаты нередко также называют щелочными. Наиболее распространенными представителями этой группы минералов являются ортоклаз и микроклин.

Ортоклаз KfAlSi.jOJ. Сингония моноклинная, кристаллы призматические, толстотаблитчатые, характерны двойники. Чаще встречается в виде кристаллически зернистых агрегатов.

Цвет от серого, даже белого, до желтовато-розового и темно- розового. Во вкрапленниках кислых излившихся и жильных пород наблюдаются водяно-прозрачные разновидности ортоклаза, называемые адуляром; блеск стеклянный; твердость 6; спайность совершенная в двух направлениях под прямым углом («ортоклаз» — прямо раскалывающийся); излом ступенчатый; удельный вес 2500—2600.

Происхождение собственно-магматическое и пегматитовое, часто встречается вместе с кварцем и мусковитом; в поверхностных условиях обычно замещается каолинитом. Используется в керамической и стекольной промышленности.

Микроклин имеет тот же состав, что и ортоклаз, кристаллизуется в триклинной сингонии и имеет угол между плоскостями спайности, отличающийся от прямого на 2° («микроклин» — малонаклонный). Остальные макросвойства аналогичны ортоклазу, и визуально эти минералы неразличимы. Исключение составляет голубовато-зеленая разновидность микроклина, называемая амазопитом, или амазонским камнем. Используется как поделочный материал.

Фельдшпатоиды представляют собой алюмосиликаты щелочных металлов, близкие по своему значению в горных породах к полевым шпатам, по менее распространенные. От полевых шпатов отличаются низким содержанием кремнезема и высоким — щелочей. Очень характерны для щелочных пород, где содержание кремнезема недостаточно для образования не только свободного кварца, но и нолевых шпатов. Наиболее распространен среди них нефелин.

Нефелин (Na,K)[AlSiOJ. Сингония гексагональная, кристаллы призматические мелкие. Встречается в виде зернистых агрегатов и сплошных масс, называемых элеолитом.

Цвет серый, зеленовато-серый, красновато-коричневый, иногда бесцветен. Смена окраски может наблюдаться в одном образце; черты не дает; блеск жирный; твердость 5-6; спайность несовершенная; излом неровный или раковистый; удельный вес 2600.

Происхождение магматическое, является породообразующим минералом щелочных пород, где ассоциирует со щелочными пироксенами и амфиболами, биотитом, полевыми шпатами, апатитом. Никогда не встречается вместе с кварцем. Применяется в керамической и стекольной промышленности, а также как комплексное сырье для получения алюминия и соды.

Класс «карбонаты»

Карбонаты являются солями угольной кислоты, в которые в качестве катионов наиболее часто входят кальций и магний, реже натрий, барий, стронций и тяжелые металлы — железо, медь, свинец, цинк. В земной коре на их долю приходится около 1,7 вес. %, они входят в состав осадочных пород, рудных жил, многие из них (сидерит, малахит, азурит и др.) сами являются рудными минералами.

Все карбонаты обладают неметаллическим блеском, невысокой твердостью (не более 4,5) и с той или иной степенью интенсивности реагируют с разбавленной соляной кислотой с выделением углекислого газа. Интенсивность реакции является важным диагностическим признаком. Многие карбонаты обладают сравнительно хорошей растворимостью в воде. Наибольшим распространением в этом классе минералов пользуются кальцит и доломит.

Кальцит СаСО . Сингония тригональная. Формы кристаллов разнообразны, наиболее обычны ромбоэдры и скаленоэдры. Часто образует зернистые агрегаты, натечные формы (сталактиты, сталагмиты, почки) землистые массы (мел).

Цвет непостоянный: белый с оттенками, желтоватый, розоватый, сероватый, голубоватый. Бесцветные прозрачные разновидности кальцита называют исландским шпатом; черта белая; блеск стеклянный, у землистых разновидностей — матовый, чаще всего просвечивающий или полупрозрачный; твердость 3; спайность совершенная в трех направлениях по ромбоэдру; излом ступенчатый; удельный вес 2700.

Бурно реагирует с НС1 с выделением С0 2 , реакция идет непосредственно в образце. Для исландского шпата характерно двойное лучепреломление. Полиморфная разновидность кальцита, кристаллизующаяся в ромбической сингоний, называется арагонитом. Происхождение кальцита связано со многими геологическими процессами. Осадочный кальцит является породообразующим минералом таких распространенных пород, как известняки, мергели, известковые туфы, мел. Гидротермальный кальцит слагает жилы, ассоциируя со многими рудными минералами. Кальцит метаморфического генезиса слагает мраморы, часто встречается в скарнах. Применяется в производстве стройматериалов, в качестве флюса в металлургическом производстве. Исландский шпат используется в оптике.

Доломит Ca,Mg(C03)r Сингония тригональная. Кристаллы сравнительно редки и имеют вид ромбоэдров, иногда седловидноизогнутых. Обычно образует зернистые или землистые агрегаты.

Цвет желтовато-белый, реже зеленоватый; черта белая; блеск стеклянный, у землистых разновидностей матовый; твердость 3,5-4,4; спайность совершенная по ромбоэдру; излом ступенчатый или неровный; удельный вес 2800-2900.

С соляной кислотой реагирует только в порошке. Происхождение в основном осадочное, реже гидротермальное и метаморфическое. Используется в качестве флюса в металлургической промышленности, для изготовления огнеупорных кирпичей и как строительный материал. Из других распространенных карбонатов следует упомянуть сидерит ( F e C O j ) и магнезит (MgCO.j).

Класс «сульфаты»

Химически являются солями серной кислоты, в которые в качестве катионов входят калий, натрий, кальций, магний, железо, свинец, цинк и др. Делятся на простые и водные, в кристаллические решетки которых входит вода. Общее содержание сульфатов в земной коре не превышает 0,5 вес. %, хотя количество минеральных видов достигает 260. Для сульфатов, как и для карбонатов, характерны светлые окраски, невысокая твердость.

Большинство сульфатов имеют экзогенный генезис и образуются в процессах выветривания и осадконакопления. Наибольшим распространением в этом классе минералов пользуется водный сульфат кальция — гипс, менее распространен безводный сульфат-ангидрит.

Гипс CaS042H20. Сингония моноклинная, характерны одиночные пластинчатые кристаллы и двойники в виде ласточкина хвоста. Часто образует мелкозернистые массы и волокнистые агрегаты, называемые селенитом.

Цвет белый, желтый, розовый, серый, часто бесцветен; черта белая; блеск стеклянный, перламутровый, у волокнистых разновидностей — шелковистый, чаще полупрозрачный или просвечивающий; твердость 2; спайность весьма совершенная в одном направлении; листочки, отщепляемые по спайности, негибкие; излом пластинчатый, у волокнистых разностей — занозистый; по удельному весу легкий (2300).

Происхождение гипса в основном осадочное (химический осадок), часто образуется также в зоне выветривания вследствие гидратации ангидрита, а также окисления сульфидов и серы. При нагревании приобретает вяжущие свойства, поэтому используется для изготовления строительных цементов и как материал для лепных работ. Применяется также в медицине, химической промышленности; селенит является красивым поделочным камнем.

Класс «фосфаты»

Минералы этого класса являются безводными или водными солями фосфорных кислот, и в земной коре на их долю приходится около 0,7 вес. %. Количество минеральных видов велико, и их свойства достаточно разнообразны. Однако большинство минералов относятся к редким, и породообразующими среди них являются только апатит и фосфорит.

Апатит Cari(PO 4).}(Р,С1). Сингония гексагональная. Кристаллы в виде иголок, гексагональных призм, иногда очень крупные. Часто образует также зернистые агрегаты характерного сахаровидного облика.

Цвет бледно-зеленый, зеленовато-голубой, иногда бесцветный; черты не дает; блеск стеклянный, на изломе жирный, обычно просвечивает в тонком крае; твердость 5; спайность несовершенная; излом неровный; удельный вес средний (3200).

Происхождение апатита в основном магматическое, связанное щелочными породами. Реже встречаются апатиты пневматолитово-гидро- термального генезиса. Применяется в производстве сельскохозяйственных удобрений и в химической промышленности.

Фосфорит представляет собой минеральную смесь или горную породу, состоящую из аморфного апатита, кальцита, гипса и других примесей. Образует плотные массы, конкреции с радиально-лучистым внутренним строением, псевдоморфозы по органическим остаткам.

Цвет от зеленовато-серого до темно-серого, почти черного; черта неясная зеленовато-сероватая; блеск матовый, жирный, непрозрачен; твердость около 5; излом неровный, в конкрециях занозистый; удельный вес 3200.

Происхождение осадочное. Применяется в производстве сельскохозяйственных удобрений.