Фосфати, арсенати, ванадати є солями фосфорної, миш’якової, ванадієвої, кислот. Фосфати та їх аналоги складають біля 0,75% ваги земної кори (біля 350 мінералів). Мінерали в основному гіпергенні.
Борати – солі різних борних кислот. Відомо біля 40 боратів але їх роль в будові земної кори незначна. Основна маса бору сконцентрована в силікатах.
Силікати – найважливіші породоутворюючі мінерали. Число силікатів біля 800 або по масі біля 80% земної кори. Хімічний склад в більшості складний. Головні компоненти Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, іноді Mn, Ti, B, а також Zr, Li, OH, F та ін. В нижче приведеній класифікації силікати розташовані по типах їх рентгеноструктур (Рис. 5).
Рис. 2. 5 Схеми розташування кремнію та кисню в силікатах
1.Острівні силікати – силікати з ізольованими тетраедрами SiO4 і ізольованими групами тетраедрів:
З ізольованими кремнекисневими тетраедрами (Рис.2.5, а).
З доданими аніонами, наряду з [SiO4] присутні також O2-, OH-, F- та ін.
Із подвоєними тетраедрами, які відрізняються особливими парами кремнекисневих тетраедрів [Si2O7]6- (Рис. 5, б).
Кільцеві силікати характеризуються уособленням трьох, чотирьох або шести груп кремнекисневих тетраедрів, їх радикали [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, [Si12O30]18- (Рис. 5, в, г, д).
Силікати з неперервними ланцюгами із кремнекисневих тетраедрів (Рис.2.5, е) – ланцюгові силікати. Радикали їх [Si2O6]4-, [Si3O9]6-.
Силікати з уособленими стрічками або поясами із кремнекисневих тетраедрів (Рис.2.5, ж) – стрічкові силікати. Радикал структури [Si4O6]6-.
Силікати з неперервними шарами кремнекисневих тетраедрів – листкові силікати (Рис. 2.5, э). Радикал структури [Si4O10]4-.
Силікати з неперервними трьохвимірними каркасами із алюмо- і кремнекисневих тетраедрів - каркасні силікати (Рис.2.6).
Важливість вивчення силікатів визначається тим, що, по-перше, багато з них є цінними корисними копалинами і , по-друге, це породоутворюючі мінерали переважної більшості гірських порід.
Рис. 2.6. Каркас із кремнекисневих тетраедрів.
Силікати – важливі неметалічні корисні копалини (азбест, тальк, слюди, каолін, керамічна та вогнетривка сировина, будівельні матеріали). Силікати є рудами на берилій, літій, цезій, цирконій, нікель, цинк, та рідкі землі. Вони відомі як дорогоцінне каміння (смарагд, аквамарин, топаз, нефрит, родоніт).
Походження силікатів: ендогенне, головним чином магматичне (піроксени і польові шпати), пегматитове (слюди, турмалін, берил та ін.), скарнове (гранати , воластонит), метаморфічне – в сланцях та гнейсах (гранат, дистен, хлорид ) екзогенне (каолініт, глауконіт, хризокола).
КОРОТКИЙ ОПИС МІНЕРАЛІВ
Мінерали магматичних глибинних процесів Сульфіди
Пірит (сірчаний колчедан),FeS2. В складі піриту залізо ізоморфно заміщується кобальтом і нікелем, до складу піриту може входити миш’як до 2,7%, часто – домішки золота. Сингонія – кубічна. Твердість – 6-6,5. Питома вага – 4,9-5,2. Злам – раковистий нерівний. Блиск – металічний, непрозорий. Колір – світло-жовтий, латунно-жовтий. Риска – буровато-чорний. Спайність – вельми недосконала. Особливі властивості – на гранях спостерігається штриховка. Морфологія – зернисті агрегати, конкреції з концентричною та радіально-променистою будовою, брунькоподібні агрегати, кристали. Кристали кубічного, пентагон-додекаедричного, рідше октаедричного зовнішнього вигляду. Походження – має різний генезис, в магматичних породах у вигляді вкраплень, в скарнах, в гідротермальних і осадових родовищах. Парагенезис – асоціює з галенітом, сфалеритом, халькопіритом, марказитом, кварцем у гідротермальних родовищах.. Використання – для отримання H2SO4. Різновиди – нікелистий пірит, кобальт-пірит.
Халькопірит (мідний колчедан), CuFeS2. Назву одержав за двома грецькими словами: “халькос” – мідь та “пір” – вогонь. Сингонія – тетрагональна. Твердість – 3-4. Питома вага – 4,1-4,3. Злам – раковистий, нерівний. Блиск – металічний, непрозорий. Колір – латунно-жовтий, золотисто-жовтий. Риска – зеленувато-чорна. Спайність – недосконала Особливі властивості – характерна райдужно-строката побіжалість. Морфологія – суцільні зернисті маси, окремі зерно, рідше – кристали. Походження і парагенезис – магматичне, в асоціації з піротином. Використання – джерело мідної руди, гарний провідник електрики.
Галеніт (свинцевий блиск), PbS. Назва походить від латинського слова “галена” – свинцева руда. Сингонія – кубічна. Твердість – 2-3. Питома вага – 7,4-7,6. Злам – дрібноступінчатий, нерівний, раковистий. Блиск – металічний, матовий. Колір – свинцево-сірий. Риска – сірувато-чорна. Спайність – вельми досконала. Особливі властивості – в азотній кислоті розчиняється з виділенням сірки і сульфату свинцю. Діамагнетик. Морфологія – зернисті агрегати, щільні маси, кристали, друзи. Вигляд кристалів кубічний, кубо-октаедричний, октаедричний. Походження – гідротермальне у формі покладів і жил, зустрічається у вигляді вкраплень. Парагенезис – в гідротермальних утвореннях асоціює із сфалеритом, піритом, халькопіритом утворюючи разом з ними так звані поліметалічні руди. Часто з галенітом присутні арсенопірит, поблідлі руди та інші складні сульфіди. Із нерудних – кварц, кальцит, барит, флюорит. Використання – руда на свинець, видобування срібла, одержання свинцевих білил, глазурі, гарний провідник електрики.
Сфалерит (цинкова обманка), ZnS. Назва походить від грецького слова “сфалерос” – оманливий (очевидно, за його різку відмінність від інших сульфідів металів). Містить ізоморфну домішку заліза (до 26%), кадмію (до 0,8%), іноді марганцю (до 5,8%) та ін. елементів. Відомо декілька поліморфних модифікацій ZnS – сфалерит, вюртцит та його різновиди. Сингонія – кубічна. Твердість – 3,5-4. Питома вага – 3,9-4,1. Злам – раковистий. Блиск – алмазний, жирний, напівпрозорий. Колір – змінюється від світлих тонів жовтого, коричневого до темно-бурого та чорного. При відсутності домішок заліза – безбарвний. Рідше – червонуватий, зелений. Риска – від світлого до коричневого кольору. Спайність – досконала. Особливі властивості – крихкий, на гранях спостерігається штриховка, поганий провідник електрики. Морфологія – зернисті виділення вкраплення, кристали. Брунькоподібні та прихованокристалічні утворення. Рідко – землисті. Кристали мають тетраедричний або кубо-октаедричний зовнішній вигляд, рідше – додекаедричний. Часті двійники. Походження – гідротермальне, зустрічається в скарнах, в тих же асоціаціях, що і галеніт. Рідко – гіпергенне. Парагенезис – зустрічається в асоціації з галенітом, халькопіритом, поблідлими рудами, піритом у поліметалічних родовищах, з арсенопіритом, кубанітом, магнетитом, каситеритом. Із жильних мінералів з ним виділяються: кварц, кальцит, барит. Використання – основна руда на цинк. Для видобування рідких елементів: кадмію, індію, германію. Для виготовлення цинкових білил. Різновиди – клейофан – світло зафарбований, безбарвний, майже без домішок заліза і марганцю, марматит – чорний, багатий на залізо.
Кіновар (цинабарит, ртутна обманка), HgS. Назва походить від індійського слова, що значить червона смола, “кров дракону”. Сингонія – тригональна. Твердість – 2-2,5. Питома вага – 8,0-8,2. Злам – раковистий, іноді занозистий. Блиск – алмазний, інколи матовий. Колір – кармінно-червоний, коричневато-червоний. Риска – яскраво-червона. Спайність – досконала. Особливі властивості – діамагнітна, крихка, нерідко має свинцево-сіру побіжалість. Морфологія – зернисті маси, вкраплення, нальоти, рідше – кристали. Форма кристалів – ромбоедрична, таблитчаста, іноді стовпчаста. Часті двійники. Походження – гідротермальне – виникає при низьких температурах. Парагенезис – антимоніт, пірит, марказит, рідше - з реальгаром, арсенопіритом, іноді з халькопіритом, сфалеритом. Використання – основна руда на ртуть.
Молібденіт (молібденовий блиск), MoS2. Назва походить від грецького “молібдос” – свинець за схожість із свинцем. Сингонія – гексагональна. Твердість – 1. Питома вага – 4,7-4,8. Блиск – металічний, непрозорий. Колір і риска – блакитно-сірі, свинцево-сірі. Спайність – вельми досконала. Особливі властивості – гнучкий, але не пружній, жирний на дотик. Легко креслиться і зминається нігтем. Морфологія – листуваті, лусочкові агрегати, сфероліти, оторочки і розсіяна вкрапленість у кварцових жилах. Кристали гексагональної форми, таблитчасті, іноді бочкоподібні. Походження і парагенезис – гідротермальне: сумісно з кварцем і невеликою кількістю піриту. Іноді з вольфрамітом, берилом, турмаліном, каситеритом, рутилом. Генетично пов’язаний з кислими виверженими гірськими породами (гранітами, гранодіоритами та ін.). пегматитове в асоціації з вольфрамітом, каситеритом, вісмутином. В скарнах – з шеєлітом, кварцем. Використання – важлива руда на молібден, використовується для спеціальних сортів сталі, в електротехніці, в хімічній промисловості, при видобуванні ренію.
Антимоніт (сурм’яний блиск, стибніт), Sb2S3. Назва походить від латинського слова “антімоніум” – сурма. Сингонія – ромбічна. Твердість – 2. Питома вага – 4,5-4,6. Злам – нерівний, раковистий. Блиск – металічний, непрозорий. Колір і риска – свинцево-сірі, сталево-сірі. Спайність – досконала. Особливі властивості – райдужна або синювата побіжалість. В тонких зламах просвічує жовтувато-червонуватим кольором. Морфологія – агрегати призматичних і голчатих кристалів, зернисті маси. Кристали стовпчасті, призматичні, голчаті. Походження – гідротермальне при низьких температурах. Парагенезис – асоціює з кіновар’ю, піритом, реальгаром, ауріпігменітом, галенітом, арсенопіритом, флюоритом, кальцитом, кварцем, баритом і халцедоном. Використання – головне джерело сурми, виготовлення сплавів.