Галогениды

К данной группе минералов относятся фтористые, хло­ристые, бромистые и йодистые соединения. Галогениды составляют около 100 минералов и слагают около 0,5% по весу от земной коры. Наибольшим распространением пользуются фтористые соединения (фториды) и хлорис­тые — хлориды. Фториды в большинстве споем генетиче­ски связаны с магматической деятельностью я являются продуктами гидротермальной или пневматолитовой ста­дий и лишь иногда имеют осадочное происхождение. Хло­риды преимущественно связаны с осадками морей и озер и являются главными минералами соленосных толщ.

Галогениды натрия и калия - типичные ионные сое­динения. Ионы в кристаллохимической структуре этих галогенидов слабо поляризованы. Все это определяет их физические свойства — прозрачность, стеклянный блеск, небольшие удельный вес и твердость, низкие показатели преломления, легкую растворимость в воде. В галогенидах тяжелых металлов при замене калия и натрия, на­пример, серебром ионные связи меняются на ионно-ковалентные. То же происходит и при замене хлора на фтор. Благодаря этому меняются физические свойства таких галогенидов: флюорит, например, нерастворим в воде, имеет большие удельный вес и твердость и т. д.

Фториды

Флюорит (плавиковый шпат) - CaF₂. Название про­исходит от латинского слова «флюере» — течь, в связи с легкоплавкостью руд в смеси с этим минералом. Хи­мический состав: Ca —51.33%. F — 48.67%. Каль­ций иногда замещается иттрием и церием. Сингония кубическая. Твердость 4. Уд. вес 3,0—3,2. Мор­фология. Зернистые агрегаты, сростки кристаллов, друзы, щетки, реже землистые массы. Наиболее харак­терны кубические и октаэдрическне кристаллы. Часто — двойники (см. рис. 22,1, 9). Спайность совершенная по октаэдру. Излом неровный, плоскораковистый. Блеск стеклянный. Прозрачен. Цвет водяно-прозрачный, различных оттенков: фиолетовый, зеленый, желтый, голубой, коричневый, розовый и др. Черта бесцветная. Разновидности. Ратовкит — землистая разность флюорита вторичного происхождения, связан с осадоч­ными породами. Оптический флюорит — прозрачный, бесцветный. Особые свойства: хрупок, обладает свойством светиться в катодных лучах (флюоресценция). Некоторые разности светятся при нагревании (термолю­минесценция). Происхождение. Гидротермальное, иногда пневматолитовое в грейзенах. Ратовкит — осадоч­ный. Парагенезис. Встречается в ассоциации с кварцем, кальцитом, баритом, сульфидами свинца, цин­ка, сурьмы, железа и др. В грейзенах - с мусковитом, то­пазом, турмалином, вольфрамитом, касситеритом. С ратовкитом - опал, халцедон, доломит, гипс. Месторождения. Забайкалье (Калангуй, Солнечное), Средняя Азия, Таймыр, Великобритания, США, Чехословакия. Значение. Используется как флюс в металлургии. Для получения фтористых соединений. В оптике. Поделочный камень.

Хлориды

Галит (каменная соль) — NaCl. Название происхо­дит от греческого слова «алс» - соль. Химический состав: Na —39,34%, Cl - 60,66%. Как изоморфная примесь содержится бром (до 0,098%). Отмечались при­меси: гелия, аммиака, марганца, меди, галлия, мышьяка, иода и др. Сингония кубическая. Твердость 2. Уд. пес 2,2. Морфология. Кристаллически-зерни­стые агрегаты, кристаллы, друзы, сталактиты, корки, вы­цветы. Облик кристаллов — обычно кубический, реже октаэдрический. Спайность совершенная по кубу. Излом раковистый. Блеск стеклянный, жирный (на несвежей поверхности). Цвет. Прозрачный, бесцветный, белый, серый, черный; красный, голубой и других цве­тов - зависит от примесей и радиоактивного облучения за счет радиоактивных примесей ⁴⁰К и рубидия. Черта бесцветная. Разновидности. Плотные кристалличе­ские массы, отложившиеся в прежние геологические пе­риоды, называют каменной солью; рыхлые разности галита, возникающие в современных бассейнах в засушли­вом климате, называют самосадочной солью. Особые свойства. Хрупок. Гигроскопичен. Диэлектрик. Диа­магнитен. Соленый. Окрашивает пламя в желтый цвет. Растворим в воде. Происхождение. Химический осадок морей и озер. Парагенезис. Встречается с гипсом, ангидритом, карналлитом, сильвином и други­ми солями. Месторождения. Соликамск. Старобинское (Белоруссия). Сольвычегодское (Архангельская об­ласть), Артемовское (Донбасс), Эльтон и Баскунчак и др. За границей: Стассфурт (ГДР), Величка (Польша), Индия, США. Значение. Пищевой продукт и консервирующее средство. Используется в химической, лакокрасочной, фармацевтической, кожевенной, холо­дильной и других отраслях промышленности.

Сильвин — КСl. Назван в честь голландского химика Сильвия де ля Баш. Химический состав: К — 52,44%, С1— 47,56%. Всегда содержит в качестве изо­морфной примеси бром, иногда иод. Сингония куби­ческая. Твердость 2. Уд. вес 2. Морфология. Зернистые и плотные массы, корочки, кристаллы обычно кубического облика, реже октаэдрические, призматиче­ские и таблитчатые. Спайность совершенная по ку­бу. Излом неровный. Блеск стеклянный. Прозрачен или просвечивает. Цвет бесцветный, молочно-белый, серый, желтый, красный и др. Черта бесцветная. Осо­бые свойства. От галита отличается но жгуче-соле­ному вкусу. Окрашивает пламя в фиолетовый цвет. Ме­нее хрупок, чем галит. Растворим в воде. Диэлектрик. Происхождение. Образуется в усыхающих водое­мах. Отлагается из растворов одним из последних, поэ­тому залегает в верхах солеиосных толщ. Парагене­зис. Ассоциирует с галитом, образуя галито-сильвиновую породу, называемую сильвинитом. Встречается совместно с карналлитом, гипсом, ангидритом и другими солями. Месторождения. Старобинское (БССР), Соликамск. Эльзас (Франция;, Стассфурт (ГДР). США, Канада. Значение. Калийное удобрение. Сырье для соединении калия. Прозрачные кристаллы идут на изготовление призм спектрометров.

Карналлит — KMgCl₃ ^. 6H₂O. Назван по имени немец­кого инженера Р. Карналля. Химический состав: К—14,07%, Мg — 8,75%, С1-38,28%, Н₂O-38,90%. Сингония ромбическая. Твердость 2,5. Уд. вес 1,6. Морфология. Зернистые массы, кристаллы (редко). Спайность отсутствует. Излом раковис­тый. Блеск на изломе жирный. Прозрачен, просвечи­вает. Цвет. Бесцветный. Молочно-белый. Обычно крас­ный, бурый, желтый. Черта бесцветная. Особые свойства. Диэлектрик. Очень легко растворяется в воде. Легко расплывается во влажном воздухе. Вкус горько-соленый. Гигроскопичен. Хорошо отличается от галита и сильвина по скрипу, издаваемому при сверле­нии металлическим острием. Потрескивает при растворе­нии с выделением пузырьков газа. Происхождение. Химический осадок усыхающих бассейнов. Выпа­дает в осадок одним из последних и слагает верх соленосных слоёв. Парагенезис. Ассоциирует с галитом, сильвином, гипсом, ангидритом и др. Месторожде­ния. Соликамское, Старобинское, Стассфурт (ГДР), США, Тунис, Великобритания. Значение. Калийное удобрение. Руда па калий, магний; бром.

Окислы и гидроокислы

Минералы группы окислов и гидроокислов представ­ляют собой соединения элементов с кислородом, в гидро­окислах присутствует гидроксил или вода, или то и дру­гое вместе. Окислы слагают около 17% от веса земной коры. Их общее количество — около 200 минералов. Наиболее распространены окислы и гидроокислы крем­ния (12,0%) и железа (4%). Наибольшее развитие сре­ди остальных имеют окислы и гидроокислы алюминия, марганца, титана и хрома. Среди окислов выделяют про­стые и сложные. В простых окислах соотношение между катионами и анионами изменяется от 2 : 1 до 1:2 (R₂О, R₂О₃, RO₂). Для сложных окислов характерны двойные соединения типа RО ^. R₂О₃.

Для минералов данной группы преобладает ионный тип химической связи. Кристаллохимические структуры характеризуются обычно тетраэдрической или октаэдри-ческой группировкой кислорода и гидроксильных групп. Катионы находятся, таким образом, в четверном или шестерном окружении кислорода. Следует отметить, что двухвалентные ионы кислорода и одновалентные ноны гидроксила имеют почти одинаковые размеры (О^2-1,32 А, ОН-1,33 А).

Окислы и гидроокислы различного происхождения, но большинство из них возникло при экзогенных процессах в верхних частях земной коры. Ряд эндогенных минера­лов в поверхностных условиях разлагается и переходит в окислы и гидроокислы. Некоторые окислы, благодаря своей устойчивости в окислительной обстановке и боль­шой твердости, накапливаются в россыпях (рутил, кас­ситерит, ильменит, магнетит).

Ниже рассматриваются наиболее распространенные и важные в промышленном отношении окислы и гидро­окислы кремния, железа, алюминия, марганца, титана, хрома и олова.

Окислы и гидроокислы кремния

Кварц SiO₂. Образует, две модификации: a-кварц — низкотемпературный, устойчивый до 573° С, тригональной сингонии и b-кварц — высокотемпературный, устой­чивый в пределах 573 — 867° С, гексагональной сингонии. В природе наиболее распространен a-кварц.

Рис. 54. Друза кристаллов мо­риона. Длина наибольшего кристалла 75 см, диаметр 35 см. Из коллекции Минералогиче­ского музея ТСХА

Последую­щее описание относится к этой низкотемпературной разности, называемой в дальнейшем просто кварцем. Химический состав: Si — 46,7%, О — 53,3%. Твердость 7. Уд. вес 2,65. Морфология. Зер­нистые и кристаллические агрегаты, кристаллы, друзы, щетки, жеоды. Формы граней весьма разнообразны. Ха­рактерны грани призмы, тригональной дипирамиды, тригонального трапецоэдра. Размеры кристаллов бывают весьма разнообразны: от микроскопических выделений до кристаллов-гигантов. Так, в Казахстане в 1961 г. был найден кристалл весом в 70 т, размером с двухэтаж­ный дом. По периметру он оброс кристаллами длиной в 1 м. Кристалл кварца пока­зан на рис. 54, а также см. рис. 3, II, 23. Нередко на­блюдаются двойники, срост­ки (см. рис. 31). Спай­ность весьма несовершен­ная. Излом раковистый, неровный. Блеск стеклян­ный (на гранях) до алмаз­ного, жирный, матовый (на изломе). Прозрачен. Цвет. Бесцветен. Окраска обуслов­лена наличием механиче­ских включений, дефектами в решетке, облучением. Мо­лочно-белый, серый, фиоле­товый, дымчатый, черный, синий, розовый, зеленый, бу­рый, желтый и др. Черта. Бесцветная. Разновидно­сти. Горный хрусталь (прозрачный). Аметист (фиоле­товый). Дымчатый кварц (раухтопаз). Морион (буро-черный). Цитрин (желтый). Розовый кварц. Молочный кварц. Празем (зеленый). Сагенит (волосатик) — кварц с включением игольчатых выделений рутила. Особые свойства. Пропускает ультрафиолетовые лучи. Обла­дает свойством пьезоэлектризации: при механическом воздействии в нем возникают электрические заряды. Диа­магнитен. С кислотами не реагирует, за исключением НР. Стоек к выветриванию; разрушается только механически и образует россыпи кварцевых песков

Рис. 55.

Прожилок халцедона эффузивной породе

Часто имеет поперечную штриховку па гранях. Происхождение. Возникает в самых различных условиях: магматический (в изверженных горных породах), пегматитовый (в пег­матитах), гидротермальный (жильный кварц), в мета­морфических и осадочных породах. Парагенезис. Характерен для кислых и средних изверженных пород в ассоциации с полевыми шпатами, слюдой, роговой об­манкой. В гидротермальных жилах выделяется с золо­том, разнообразными сульфидами, вольфрами­том, касситеритом, топа­зом, бериллом, кальци­том, баритом и др. Мес­торождения. Горный хрусталь добывается на Урале. Алдане, Памире. Аметист — на Урале, Кольском полуострове, в Забайкалье, на Украине. Кварцевые пески разраба­тываются во многих рай­онах страны. За рубежом горный хрусталь добыва­ется в Швейцарских Альпах, в Бразилии, на Мадагас­каре, аметист — в Уругвае. Значение. Для получе­ния кремния. В стекловарении, огнеупорной и химической промышленности. При производстве фарфора и фаянса. В пьезо- и радиотехнике. В строительстве (пески), в аб­разивной промышленности. Ювелирное дело.

Халцедон — SiO₂. Скрытокристаллическая разновид­ность кварца. Твердость 7 -8. Уд. вес 2,5—2,6. Морфология. Сплошные массы, натечные, почко­видные, сталактитоподобные образования (рис. 55). Под микроскопом обнаруживает параллельно пли радиально-волокнистое, а также сферолитоподобное строение агрегатов. Спайность отсутствует. Излом неров­ный, раковистый. Просвечивает. Блеск восковой, ма­товый. Цвет белый, серый, голубоватый, желтоватый, коричневатый и др. Черта бесцветная. Разновид­ное т п. Сердолик или карнеол — желто-красный, крас­ный, восково-желтый. Сапфирин голубовато-серый. Хризопраз — яблочно-зеленый. Гелиотроп - зеленый с красными пятнами. Агат — полосчатый, красивой окраски разных цветов. Оникс — ленточно-полосатый, разной окраски. Яшма - кремнистая плотная порода, главная часть которой слагается халцедоном и кварцем с различными примесями. Кремень - халцедон, сильно загрязненный примесями песка и глины. Происхож­дение. Гидротермальное. Экзогенное — при выветрива­нии силикатов, в процессе диагенеза. Парагенезис. Ассоциирует с кварцем, кальцитом, опалом. Месторождения. Грузия, Крым (Кара-Даг), Восточная Сибирь, Забайкалье (агаты, сердолики), Бразилия, Индия,

Рис. 56. Псевдоморфоза опала по дереву

Уругвай. ФРГ. Значение. Абразивный материал. По­делочный камень. Для изготовления ступок, опорных призм, подпятников в приборах.

Опал — SiO₂ ^. пH₂O. Содержание SiO₂ достигает 98— 99%, воды — от 1 до 4%, редко — 13-20%. Примеси -кальций, алюминий, калий, натрий, железо. Аморфен. Твердость 5 6. Уд. вес 1,9—2,3. Морфология. Натечные массы, желваки, конкреции, корки, оолиты, иногда землистые агрегаты, псевдоморфозы по различ­ным минералам, животным и растительным остаткам (рис.56). Спайность отсутствует. Излом ракови­стый. Блеск восковом, матовый. Цвет белый, жел­тый, бурый, зеленый, голубой и др. Черта белая. Разновидности. Огненный опал (красный до медово-желтого). Благородный опал обнаруживает игру цветов — опалесценцию. Окаменяющий опал - псевдомор­фозы по органическим остаткам, дереву и др. Молочный опал — молочно-белого цвета, полупрозрачен. Особые свойства. Обладает опалесценцией (радужной игрой цветов). Диэлектрик. Иногда люминесцирует. Проис­хождение. Гидротермальное. Экзогенное, в частности биогенное. Опал — главная составная часть кремнистых осадочных пород: опок, трепелов, диатомитов и др. Парагенезис. Ассоциирует с халцедоном, кальцитом, кварцем, киноварью. Месторождения. Опалсодержащие породы пользуются широким распространением в меловых и третичных отложениях нашей страны. Благо­родные опалы добываются в Австралии, Чехословакии, Венгрии. В СССР: Урал, Алтай, Забайкалье. Значе­ние. Благородный опал используется как поделочный камень, полудрагоценный камень. Диатомиты и трепела широко используются в красочной, химической и кера­мической промышленности, в производстве динамита, в качестве отбеливающего материала, для поглотителей, фильтров для тепло- и звукоизоляции.

Окислы и гидроокислы железа

Гематит (красный железняк) — Fe₂O₃. Название про­исходит от греческого слова «эматитес» — кровавый, ка­мень. Химический состав: Fe₂O₃—100% (Fе — 69,94 %) . Сингония тригональная. Твердость 5—6. Уд. вес 5,2. Морфология. Землистые, чешуйчатые, зернистые агрегаты. Натечные, почковидные оолитовые массы. Кристаллы и их сростки (см. рис. 25, 1). Спай­ность отсутствует. Излом неровный. Блеск метал­лический, полуметаллический, матовый. В тонких оскол­ках иногда просвечивает кроваво-красным цветом. Цвет кристаллических разновидностей стально-серый до чер­ного, скрытокристаллических и "землистых — матово-красный и ярко-красный. Черта вишнево-красная. Разновидности. Гидрогематит — тонкокристалличе­ский гематит, содержащий до 8% воды. Железный блеск — кристаллические выделения черного цвета. Же­лезная слюдка — чешуйчатые выделения. Красный же­лезняк — тонко^: или скрытокристаллические разности красного цвета. Особые свойства — проводник элек­тричества, не магнитен, растворяется в концентрирован­ной соляной кислоте, имеет вишнево-красную черту. Иногда — синяя побежалость. Происхождение. Контактово-метасоматическое (в скарнах). Гидротермаль­ное. Метаморфическое — при метаморфизме бурых же­лезняков, Парагенезис Магнетит, кальцит, кварц, силикаты, сульфиды (скарны). Магнетит, кварц, барит, сидерит, сульфиды, касситерит (гидротермальные место­рождения). Магнетит, корунд, шпинель, силлиманит (во вторичных кварцитах). Месторождения. Кривой Рог, Казахстан, Курская магнитная аномалия, Грузия, Верхнее озеро (США), Бразилия. Значение. Важней­шая железная руда. Красная краска.

Гётит (онегит) — FеООН. Название дано в честь И. В. Гёте. Первоначально был назван по месту находки на Волк-острове (на Онежском озере) — онегитом. Однако

Рис. 57. Жеоды гидрогетита

это название в литературе не привилось. В течение дли­тельного периода природные бурые образования гидро­окислов железа с предполагавшейся формулой Fe₂О₃ ^. Н₂O относились к лимониту. Однако тщательные ис­следования показали, что на самом деле лимониты пред­ставляют собой гидрогётит или смеси гидрогетита, гё-тита, лепидокрокита и гидрогематита. Обычно в этой смеси преобладает гидрогётит, т. е. гётит с избыточным содержанием воды. Химический состав: Fe₂О₃— 89,86%, Н₂O — 10,14% (Fе — 62,86%). В решетку частич­но входит алюминий. Обычны примеси кремния, кальция, магния, фосфора, серы, хрома, марганца. Сингония ромбическая. Твердость 5—5,5. Уд. вес 4,2. Мор­фология. Сплошные, пористые, ноздреватые массы. Жеоды, почковидные, сталактитовые, оолитовые образо­вания (рис. 57 и 58). Редко кристаллы — игольчатые, волокнистые, столбчатые, иногда пластинки и чешуйки. Спайность совершенная. Излом неровный, занози­стый. Блеск полуметаллический, матовый, шелковис­тый (волокнистые разности). В тонких сколах просвечи­вает. Цвет темно-бурый, черный, желтовато-бурый. Черта желтовато-бурая. Разновидности. Гидрогётит — скрытокристаллические выделения с избыточной водой.

Рис. 58. Конкреция (диаметр 4 см) в оолиты гидрогётита

Часто называется лимонитом или бурым железняком. Особые свойст­ва. Парамагнитен (слабо магнитен). Хрупок. Об­ладает нередко на поверх­ности натечных агрега­тов золотистой или радужной побежалостью. Происхождение. Об­разуется в экзогенных ус­ловиях за счет окисления и разложения железосо­держащих минералов: сульфидов, карбонатов, силикатов и др. Значи­тельные массы бурого же­лезняка возникают в зо­нах окисления сульфид­ных месторождений, обра­зуя железные шляпы, состоящие из гётита, гидрогётита, гидрогематита и других вторичных минералов. В виде кристаллов иногда встречается и как эндогенный мине­рал. Парагенезис. Наблюдается в ассоциации с гидрогётитом, гидрогематитом, гематитом, бёмитом. Ме­сторождения. Орско-Халнловское, Бакальское, Полетаевское (Урал), Керчь (Крым), Липецкое. Кривой Рог. Франция, США, Куба, Чехословакия. Значение. Железная руда.

Магнетит (магнитный железняк) — FeFe₂O₄. Относит­ся к сложным окислам. Химический состав: Fе — 31,03%, Fе₂O₃ - 68,97% (Fе до 72,4%). Обычно содер­жит изоморфные примеси титана, ванадия, марганца,, магния, алюминия, хрома и др. Сингония кубическая Твердость 5,5—6. Уд. вес 4,8—5,3. Морфология. Зернистые массы, вкрапления в основных изверженных породах. Кристаллы, друзы. Кристаллы обычно октаэдрического, реже додекаэдрического облика (см. рис. 22, 3, 4). Иногда двойники. Спайность отсутствует. Излом неровный. Блеск металлический, матовый. Цвет железно-чёрный. Черта чёрная. Разновидности. Титаномагнетит (TiO₂ до 27%). Хроммагнетит (Cr₂O₃ до 12%). Особые свойства. Сильно магнитен. Хрупок. Иногда с синеватой побежалостью на гранях кристаллов. Наблюдается штриховка, параллельная длиной диагонали ромбов (для ромбододекаэдров). Происхождение, парагенезис. Магматическое (в основных породах в ассоциации с ильменитом, апатитом, халькопиритом). Метасоматическое (с апатитом, пироксеном, гранатом, амфиболами, пиритом, гематитом). Гидротермальное – в качестве спутника пирротина, пирита, халькопирита, сфалерита, гематита. Метаморфическое – железистые кварциты. Месторождения. Кусинское, Кочконарское, горы Высокая, Бла­годать, Магнитная (Урал), Кривой Рог, КМА, Соколов­ское, Сербайское (Казахстан) и др. За границей: США (Верхнее озеро), Румыния, Швеция, 10. Африка. Зна­чение. Важнейшая руда па железо.

Окислы и гидроокислы алюминия

Корунд — А1₂O₃. Химический состав: А1₂O₃ - 100% (А1 - 52.91%). Содержит примеси хрома, железа, титана, марганца, никеля, ванадия и др. Сингония тригональная. Твердость 9. Уд. вес 4. Морфология. Мелкозернистые агрегаты. Кристаллы дипирамидальные, боченкообразные, призматические (см. рис. 25,6). Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Блеск алмазный, стеклянный, металличе­ский (для наждака). Прозрачен пли просвечивает в топ­ких осколках. Цвет. Обычно синеватый, желто-серый, а также - коричневый, красный, зеленый, черный, фио­летовый; Бесцветный - при отсутствии примесей. Раз­новидности. Рубин ^(красный). Сапфир (синий). Наждак - зернистая корундовая порода с. примесью ге­матита, магнетита и других минералов. Особые свой­ства. Хрупок. Нерастворим в кислотах. После алмаза обладает самой большой твердостью среди минералов. Происхождение и парагенезис. Магматиче­ское и пегматитовое в связи со щелочной магмой в ассо­циации с полевыми шпатами, биотитом, мусковитом, гра­натом. Гидротермально-метасоматическое - во вторичных кварцитах в ассоциации с андалузитом, мусковитом, кварцем, диаспором, гематитом, рутилом и др. Метамор­фическое (с дистеном, мусковитом, силлиманитом). На­капливается также в россыпях. Месторождения. Казахстан, Украина, Якутия, Урал, Индия, Бирма, Аф­ганистан, Шри-Ланка (главным образом — рубины и сап­фиры). Значение. Абразивный и огнеупорный мате­риал. Прозрачные и окрашенные разновидности приме­няются в приборостроении, часовом деле, в ювелирной

промышленности.

Гидраргиллит (пиббеит) — А1(ОН)₃. Название проис­ходит от двух греческих слов: «гидро»— вода, «аргиллос» — белая глина. Химический состав: А1₂O₃— 65,35% (А1-34,6%), Н₂O — 34,65%. Сингония моноклинная. Твердость 2,5—3. Уд. вес 2,4. Мор­фология. Землистые, натечные агрегаты, фарфоровидные массы, мелкие кристаллики, тонкодисперсные части­цы. Кристаллы таблитчатые, реже — столбчатые. Спай­ность весьма совершенная. Блеск стеклянный, пер­ламутровый. Прозрачен или просвечивает. Цвет белый, бесцветный, сероватый, розоватый, зеленовато-белый. Черта белая. Особые свойства. Спайные листоч­ки упруги. От капли спиртового раствора ализарина по­рошок становится ярко-розовым. Происхождение и парагенезис. Образуется в зоне гипергенеза как экзогенный минерал в бокситах и латеритах в ассоциа­ции с диаспором, каолинитом, окислами и гидроокисла­ми железа. В коре выветривания образуется за счет из­менения хлоритов, оливина, полевых шпатов, нефелина, каолинита и др. Встречается так же, как низкотемпера­турный гидротермальный минерал. Месторождения. Совместно с диаспором встречается в месторождениях боксита (Тихвинское, Ленинградская обл., Урал, Казах­стан, Зап. Сибирь). Значение. Для получения окиси алюминия.

Диаспор — AlOOH. Назван от греческого слова «диаспора» — расстояние, вследствие распада минерала на мелкие куски при нагревании. Химический состав: А1₂0₃ —84,99% (А1 — 44,98%), Н₂0—15.01%. Сингония ромбическая. Твердость 6,5—7. Уд. вес 3,3— 3,5. Морфология. Листоватые, чешуйчатые, волок­нистые, натечные образования. Метаколлоидные массы. Изредка кристаллы таблитчатого, столбчатого или иголь­чатого вида. Спайность совершенная. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет желтовато-бурый, бе­лый, зеленоватый, серый, розовый, светло-фиолетовый. Черта белая. Разновидности. Полиморфной раз­новидностью диаспора является бёмит. Это пример ди­морфизма. Бёмит назван в честь немецкого химика И. Бёма, открывшего и описавшего его под названием боксита. Бёмит четко отличается от диаспора при рентгеноструктурном анализе. По физическим свойствам очень с ним схож. Отличается только твердостью (3,5— 4). В качестве разновидностей выделяют также железо-, марганец- и хромсодержаший диаспор. Особые свой­ства. Очень хрупок. Диэлектрик. В пробирке при прокаливании распадается на мелкие белые чешуйки. Происхождение и парагенезис. В виде тонко­чешуйчатых агрегатов встречается в экзогенных место­рождениях бокситов в парагенезисе с гидраргиллитом, бёмитом и другими минералами. Встречается в метамор­фических породах с корундом, наждаком, серицитом, каолинитом, пиритом, топазом. Иногда гидротермально­го происхождения. Месторождения. Урал, Узбеки­стан, Казахстан, Кавказ, США, Венгрия. Япония, Греция. Значение. В составе бокситов (см. рис. 50) вместе с гидраргиллитом и бёмитом используется для получения алюминия.

Окислы и гидроокислы марганца

Пиролюзит — МnO₂. Название происходит от двух слов греческого происхождения: «пир» — огонь, «лойсис» — мытье. Минерал использовался для обесцвечива­ния стекла. Химический состав: МnO₂— 100% (Мn — 63,19%). Содержание адсорбционной и капилляр­ной воды достигает иногда нескольких процентов. При­меси — барий, щелочные металлы. Сингония тетраго­нальная. Твердость 6—6,5 (для кристаллов), 1—2 (для землистых разностей). Уд. вес 5. Морфология. Землистые, сажистые, сплошные кристаллические и скрытокристаллические массы. Дендриты. Оолиты. Корки. Конкреции. Иногда лучистые и зернистые агрегаты. Кри­сталлы длинно- и короткопризматические. Спайность совершенная. Излом неровный, землистый. Блеск металлический, матовый. Цвет темно-стально-черный (в агрегатах), стально-серый (на кристаллах). Черта черная, синевато-черная. Особые свойства. Хру­пок. Иногда дает синеватую побежалость. При сплавле­нии с содой образует массу зеленого цвета. В концентри­рованной соляной кислоте растворяется с выделением хлора. Происхождение и парагенезис. Воз­никает главным образом при процессах гипергенеза (в экзогенных условиях). Большие массы отлагались в раз­личные геологические эпохи в прибрежных частях морей и озер при доступе кислорода. Ассоциирует с псиломеланом, манганитом, опалом, халцедоном, минералами глин. В зоне выветривания возникает за счет разруше­ния марганецсодержащих минералов. Здесь характерна его ассоциация с гидрогётитом, опалом, глинистыми ми­нералами. Месторождения, Чиатура (Грузия), Ни­кополь (УССР), Индия, Чехословакия, ЮАР. Значе­ние. Важнейшая руда на марганец.

Псиломелан (черная стеклянная голова, вад). Назва­ние происходит от характера поверхности и цвета: греч. «псилос» - гладкий, «меланос» — черный. Собиратель­ное название для богатых марганцевых руд, сложенных рядом марганецсодержащих минералов. Формула соб­ственно псиломелана имеет следующий примерный со­став: пMnO • пMnО₂ • рH₂О. Содержание МnO₂ составля­ет 60-80%. МnО — 7-20%, 11,0 — 4- 6%. В состав входят: железо: барий, кальций и др. Сингония ром­бическая. Твердость 5—6 (у землистых разностей меньше). Уд. вес 4 1,5. Морфология. Землистые и плотные тонкокристаллические агрегаты, иногда нате­ки, конкреции, оолиты, дендриты. Блеск полуметал­лический, матовый. Непрозрачен. Цвет железно-чер­ный, черный. Черта коричневато-черная, черная. Осо­бые свойства. Хрупок. Легко растворяется в соляной кислоте с выделением хлора. Горячий раствор псиломелана в смеси серной кислоты и поды (равные количест­ва) окрашивается в розовый или розовато-фиолетовый цвет (реакция Фаддеева). Этой реакцией отличается от пиролюзита, который реакции не дает. Происхожде­ние и парагенезис. Образуется в зоне окисления месторождений марганцевых руд в экзогенных условиях в ассоциации с пиролюзитом, гётитом и др. Встречается в месторождениях осадочного происхождения в виде кон­креций, плотных прослоек и оолитов. Месторождения. Чиатура, Никополь. Индия, США. Значение. Руда на марганец.

Окислы титани

Рутил — ТiO₂. Название произошло от латинского сло­ва «рутилус» — красноватый. Химический состав: TiO₂ — 100% (титана 59,95%). Часто содержит примеси Железа, ниобия (до 5%), тантала, ванадия и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6—6,5. Уд. вес 4,2—4,4. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты. Кристаллы имеют призматический, столбчатый и Игольчатый облик (см. рис. 24,4). Нередки коленчатые и сердцевидные двойники и тройники. Спайность со­вершенная. Излом раковистый. Блеск металловид­ный, алмазный. В тонких сколах прозрачен. Цвет красновато-бурый, красный, бурый, желтый, синеватый, фиолетовый, зеленый, черный. Черта желтая до светло-коричневой. Разновидности. Нигрин — железо­содержащий рутил черного цвета (Fe₂О₃ до 11%). Сагенит — игольчатый рутил в кварце, слюдах и др. Особые свойства. Хрупок. Грани кристаллов часто покрыты вертикальной штриховкой или бороздками и бугорками. Нерастворим в кислотах. Происхожде­ние и парагенезис. Возникает в различных усло­виях 15 пегматитах, связанных с основными породами. Метаморфическое — в кварцитах, гнейсах, сланцах. в ассоциации с хлоритом, тальком, серицитом. Гидротермальное с кварцем, ильменитом, магнетитом, гематитом, иногда - с корундом. В россыпях. Месторождения. Урал, Казахстан, Мадагаскар, Норвегия. Значе­ние. Руда на титан.

Ильменит (титанистый железняк) — FeTiO₃. Назван по местности - Ильменским горам на Урале. Минерал относится к сложным окислам. Химический состав: FeO - 47,34%, TiO₂ — 52,66%. Состав непостоянен. Содержатся примеси Fe₂O₃, магния и марганца, а также ниобия и др. Сингония тригональная. Твердость 5 - 6, Уд. вес 4,6-4,8. Морфология. Плотные образования неправильной формы. Зерна таблитчатые, кристаллы от мелких до крупных (до нескольких десятков сантиметров). Формы кристаллов — толсто-таблитчатые пластинчатые (см. рис. 25, 2). Спайность весьма совершенная. Излом раковистый. Блеск металлический, полуметаллический. Непрозрачен. В очень тонких сколах просвечивает красно-бурым цветом. Цвет железно - черный со стально-серым оттенком. Черта черная, буровато-черная. Разновидности. Пикроильменит (железо изоморфно замещается магнием, со­держится MgTiO₃ более 20% или 9% и более MgO) — встречается в кимберлитах Якутии. Среди образцов горных пород, привезенных с Луны, установлены ильменит (TiO₂ —54,2%, FeO —43,94%) и разновидность пильменит ильменита — гейкилито-ильменит (TiO₂ — 56,3%, FeO - 32,39%, MgO —9,63%). Особые свойства. Слабо магнитен. Порошок слабо растворяется в соляной кисло­те. После кипячения морошка ильменита в серной кис­лоте, после охлаждения и добавления капли перекиси водорода наблюдается оранжево-желтое окрашивание. Происхождение и парагенезис. Магматическое — в основных изверженных породах образует жилы и вкрапленность и ассоциации с титаномагнетитом. В пегматитах щелочной магмы в ассоциации с пирке, ном. Наблюдается в россыпях. Месторождения. Ильменские горы, Украина, Алтай, Кольский полуостров, Якутия, США, Канада, Франция. Значение. Руда для получения титана.

Окислы хрома

Хромит (хромистый железняк) FeCr₂O₄. Название дано по составу. Химический состав: FeO — 32,09%, Сг₂O₃ — 67,91%. Присутствует изоморфные при­меси магния, цинка и алюминия. Содержание магния, железа, алюминия и хрома может значительно варьиро­вать. Снн гон и я кубическая. Твердость 5,5—7,5. Уд. вес 4.2—5,0. Морфология. Зернистые массы, вкрапленные округлые зерна, редко кристаллы октаэдрического облика (см. рис. 22,3). Спайность отсутст­вует. Излом неровный. Блеск металлический до жирного. Цвет черный. Черта бурая. Происхождение и парагенезис. Магматическое, в связи с утльтраосновными породами в ассоциации с оливином, магнетитом, платиной, гранатом и др. Месторожде­ния. Урал, Казахстан, Закавказье, Куба, Ю. Родезия, Югославия. Значение. Основная руда для получения хрома.

Окислы олова

Касситерит (оловянный камень) — SnO₂. Название происходит от греческого слова «касситерос» — олово. Химический состав: SnO₂— 100% (Sn —78,77%). Содержит примеси железа, тантала, ниобия, титана, марганца, вольфрама и др. Сингония тетрагональная. Твердость 6—7. Уд. вес 6,5—7,0. Морфология. Кристаллы, зернистые агрегаты, сферолиты, иногда скрытокристаллические массы. Кристаллы дипирамидальные, призматические, часты двойники (см. рис. 24,7, 8). Спайность несовершенная. Излом неровный, полураковистый. Блеск от алмазного до матового. Иногда металлический — на гранях. Цвет различ­ный - от бесцветного до черного: бурый, коричневый, жёлтый, оранжевый, красный, серый, зеленый, белый. Черта белая, серая, желтая, бурая. Разновидности: Деревянистое олово — плотные полосчатые или Конкреционные образования. Особые свойства. В катодных лучах светится зеленовато-желтым цветом. На гранях наблюдается штриховка. Характерна реак­ция на олово («оловянное зеркало»): кристаллы касси­терита на нагретой цинковой пластинке при действии со­ляной кислотой покрываются металлическим оловом. Происхождение и парагенезис. Пневматолитовое - связан с кислыми изверженными породами, грейзенами и пегматитами. Наблюдается с кварцем, мус­ковитом, альбитом, топазом, турмалином, флюоритом, тантало-ниобатами. Гидротермальное — в ассоциации с сульфидами, магнетитом, шеелитом, молибденитом, воль­фрамитом, кварцем, топазом и др. Часто встречается в россыпях как устойчивый минерал. Месторождения. Восточные районы СССР (Колыма, Приморье, Забайкалье), Средняя Азия, Казахстан, Боливия, Бирма, Maлакка, ГДР, США. Значение. Важнейшая руда на олово.

Соли кислородных кислот

К данной группе относится большое количество минералов (около двух третей всех известных минералов), являющихся солями различных кислородных кислот. Главенствуют среди них силикаты. Многочисленны сульфаты, карбонаты и фосфаты. Все эти минералы встречаются в земной коре только в твердом состоянии и возникают в различных условиях. Характерная особенность кислородных солей - наличие у них в кристаллохимической структуре комплексных анионов - кислотных радикалов: [СО₃]² , [SO₄]^2-, [PO₄]^3- и т. д. Катионы, находящиеся в центре этих групп, обладают малыми размера­ми ионных радиусов и высокими зарядами. Комплексные анионы — очень прочные ионные группировки, они не разрушаются даже при растворении соединений. Анионы в кристаллохимической структуре играют роль самостоя­тельных структурных единиц, остановлено, что среди солей кислородных кислот наиболее устойчивыми явля­ются соединения с крупными катионами. Такие соедине­ния труднорастворимы, высокоплавки и труднолетучи. Например, минералы барит ВаSO₄, англезит РbSO₄, циркон Zr[SiO₄]. У всех этих минералов катионы Ва²⁺, Рb²⁺, Zr⁴⁺ крупные. То же можно сказать о минерале монаци­те, являющимся устойчивым фосфатом редких земель церия и лантана. Известно, что этот минерал, так же как и циркон, при разрушении горных пород, содержа­щих их, переходит в россыпи.

Катионы с малыми ионными радиусами обычно обра­зуют водные соединения. Они, как правило, легко раст­воримы, неустойчивы, обезвоживаются. Например, вод­ные соединения сульфатов, фосфатов и др.

Среди минералов, относящихся к солям кислородных кислот, выделяются следующие классы: 1) нитраты; 2) карбонаты; 3) сульфаты; 4) хроматы; 5) молибдаты и вольфраматы; б) фосфаты, арсенаты и ванадаты; 7) бораты; 8) силикаты. Рассмотрим наиболее распрост­раненные из них.

Карбонаты

К этому классу относятся минералы — соли угольной кислоты. На долю карбонатов в земной коре приходит­ся около 2% от ее веса, причем 1,5% из этой части при­ходится на долю широко распространенного карбоната — кальцита. Общее количество карбонатов — более 60. Кар­бонаты слагают мощные толщи осадочных и метаморфи­ческих горных пород — известняки, доломиты, мел, мрамор и др. Для карбонатов характерна небольшая твердость (3—4), стеклянный блеск. Многие карбонаты обладают способностью «вскипать» при взаимодействии с соляной кислотой с выделением двуокиси углерода.

СаСO₃ + 2НС1 = СаС1₂ + Н₂O + |СO₂

Среди карбонатов выделяют две подгруппы: карбо­наты с крупными катионами (с радиусом, больше 1 А), кристаллизующиеся в ромбической сингонии, и карбонаты с малыми катионами (<1 А), кристаллизующиеся в тригональной сингонии. Карбонат кальция, у которого ионный радиус катиона кальция составляет 1,05 А, зани­мает промежуточное положение и является диморфным, т. е. может кристаллизоваться в той и другой сингониях. Кроме того, выделяют сложные карбонаты — малахит и ,аузурит — моноклинной сингонии.

Кальцит (известковый шпат) — СаСO₃. Название да­но по составу. Химический состав: СаО — 56%, С0₂—44%. Отмечаются примеси магния, железа, мар­ганца (до 8%), реже — стронция и цинка. Сингония тригональная. Твердость 3. Уд. вес 2,7—2.9. Мор­фология. Зернистые агрегаты, натеки в виде сталак­титов и сталагмитов, кристаллические массы, друзы, жеоды. Облик кристаллов — разнообразный (см. рис.9). Нередко наблюдаются выколки в виде ромбоэдра (см. рис. 8). Спайность совершенная в трех направлениях по ромбоэдру. Блеск стеклянный. Цвет бесцветный, молочно-белый, желтый, розовый, голубой, бурый, чер­ный (с примесью органического вещества). Разновид­ности: Исландский шпаг —прозрачный, бесцветный. Бумажный шпат — листоватые, пластинчатые агрегаты. Антраконит — черный, с примесью битумов. Особые свойства. Обладает двойным лучепреломлением, вски­пает в холодной разбавленной соляной кислоте. Происхождение и парагенезис. Гидротермальное - с кварцем, флюоритом, баритом, доломитом, сульфидами. Осадочное — слагает мощные толщи карбонатных пород (известняков, мела и др.). При процессах выветривания. Месторождения. Урал, Средняя Азия, Кавказ, Ниж­няя Тунгуска, Италия, Исландия. Значение. Исланд­ский шпат используется в оптических приборах. Извест­няки — в химической, металлургической (флюсы) и стро­ительной промышленности, в сельском хозяйстве для известкования кислых почв. Мрамор — облицовочный материал

Арагонит — СаСO₃. Назван по местности Арагония в Испании. Химический состав: СаО — 56,0%, СO₄ — 44,0%. Часто содержит примеси стронция (до 5,6%), магния, железа и цинка. Является полиморфной разновидностью кальцита. Сингония ромбическая. Твердость 3.5—4. Уд. вес 2.9—3.0. Морфология. Натечные, радиально-лучистые, оолитовые образования (рис. 99). Игольчатые и призматические кристаллы. Иногда двойники и тройники. Спайность несо­вершенная. Излом раковистый. Блеск стеклянный, в изломе жирный. Цвет бесцветный, белый, желтый, светло-зеленый. Разновидности. Перламутр. Жем­чуг. Гороховый камень — оолитового строения. Особые свойства. Вскипает в разбавленной соляной холодной кислоте. В горячем растворе азотнокислого кобальта приобретает фиолетовую окраску. Хрупок.

Рис. 59. Натечные образования арагонита

Происхождение и парагенезис. Гидротермальное — в ассоциации с сульфидами, целестином. Биогенное — жемчуг, перламутр. Экзогенное — в сочетании с гипсом, доломитом, гидрогётитом, малахитом, кальцием. серой. Мес­торождения. Урал, Алтай. Узбекистан (Шор-Су), Чехословакия (Карловы Вары). Значение. Поделочный камень.

Магнезит (магнезиальный шпат) МgCO₃. Название происходит от области Магнезия в Гренам. Химиче­ский состав: МgО —47,6%, СO₂ —52,4% Изоморф­ные примеси: железо, марганец, кальний, никель, ко­бальт. Сингония тригональная. Твердость 3,5— 4,5. Уд. вес 2,9—3,1. Морфология. Крупнозернистые агрегаты, метаколлоидные фарфоровидные массы, кристаллы ромбоэдрического облика. Спайность со­вершенная по ромбоэдру. Излом раковистый (для плотных разностей). Блеск стеклянный. Цвет белый, желтоватый. Разновидности. По морфологии мож­но выделить кристаллически-зернистый и метаколлоид-ный (фарфоровидный), скрытокристаллический магне­зит. Особые свойства. Растворяется в горячей соляной кислоте с выделением С0₂. Иногда при ударе молотком светится желтым цветом. Происхождение и парагенезис. Мстасоматическое — при замещении известняков магнезиальными растворами, в ассоциации доломитом. Экзогенное — при процессах выветривания ультраосновных пород в ассоциации с доломитом и опа­лом. Месторождения. Саткинское (Ю. Урал), Савинское (Иркутская обл.), КНР, Чехословакия, Австрия. .Значение. Для изготовления огнеупорных кирпичей, в строительстве (штукатурка), цементном производстве, для производства электроизоляторов и др.

Доломит (горький шпат) - CaMg[CO₃]₂. Химиче­ский состав: СаО—30,4%, MgO — 21,7%, С0₂ — 47,9%. Содержит изоморфные примеси железа, марган­ца, иногда цинка, никеля, кобальта. Сингония тригональная. Твердость 3,5—1. Уд. вес 2,8—2,9. Морфология. Кристаллически-зернистые массы. 11о-ристые и мучнистые образования. Облик кристаллов ром­боэдрический. Часто грани искривлены. Спайность совершенная по ромбоэдру. Блеск стеклянный. Цвет белый, серый, желтый. Разновидности. Выделяют кристаллическую (серо-белого и светло-коричневого цвета) и мучнистую (ярко-желтого | цвета) разности.. Особые свойства. В катодных лучах светится оранжево-красным цветом. Реа­гирует с соляной кислотой только в тонком порошке. Происхождение и парагенезис. Основная мас­са доломита образуется осадочным и метасоматическим путем (за счет преобразования известняков магнезиаль­ными растворами). Ассоциирует с гипсом, ангидритом, флюоритом, опалом, халцедоном. Гидротермальное в ас­социации с магнезитом, кальцитом, сульфидами и квар­цем. Месторождения. Урал, Донбасс, Поволжье, Подмосковье. Значение. Используется как флюс и огнеупор в металлургии, как стройматериал, в сельском ястве (доломитовая мука).

Сидерит (железный шпат) — FeCO₃. Название от «сирос»— железо (греч.). Химический состав: 1ИО —62,1% (Ре —48,3%), С0₂ —37.9%. Изоморфные примеси - магний и марганец, иногда цинк и кобальт. Сингония тригональная. Твердость 4—4,5. Уд. вес 3,5—3,9. Морфология. Кристаллически-зернистые агрегаты. Шаровые конкреции (сферосидериты). Оолиты. Кристаллы ромбоэдрические. Спайность со вершенная. Блеск стеклянный. Цвет желтовато-бурый, темно-бурый, серый. Черта светло-коричневая. Разновидности. Сферосидерит (шаровые образова­ния, часто с радиально-лучистым строением), олигонит (содержит до 40% МnСОз) .Особые свойства. При взаимодействии с холодной соляной кислотой не вскипа­ет, образуется зеленовато-желтое пятно FeCl₃. Проис­хождение и парагенезис. Гидротермальное — в ассоциации с пирротином, халькопиритом и хлоритом. Метасоматическое — при замещении известняков в ассо­циации с магнетитом и гематитом. Осадочное — в лагу­нах с восстановительными условиями. Месторожде­ния. Бакальское (Ю. Урал), Керчь, Великобритания. Значение. Важная руда на железо.

Малахит (медная зелень) — Cu[CO₃](OH)₂ или CuCO₃ ^. Сu(ОН)₂. Название происходит от греческого слова «малахе» — мальва (очевидно, назван но цвету зе­лени этого растения). Химический состав: СuО — 71,9% (Сu - 57,4%), СO₂- 19,9%, Н₂O - 8,2%. Отмече­ны примеси CaO, Fe₂O₃, SiO₂ и др. Сингония моно­клинная. Твердость 3—4. Уд. вес 4. Морфо­логия. Натечные формы, корки, почки с концентриче­ски-зональным строением, землистые массы. Кристаллы призматические, очень редки. Спайность по {001} средняя. Излом раковистый. Блеск стеклянный, ал­мазный, шелковистый, Актовый. Цвет зеленый. Чер­та светло-зеленая. Особые свойства. В НСl бурно выделяет СO₂. Смоченный HCl окрашивает пламя в го­лубой цвет. При добавлении аммиака к раствору мала­хита в HC1 наблюдается посинение. Происхождение и парагенезис. Образуется экзогенным путем в зо­нах окисления медных сульфидных месторождений в парагенезисе с азуритом.,' самородной медью, купритом, гидрогётитом, гипсом и др. Месторождения. Урал, Алтай. Значение. Руда на медь, поделочный камень.

Азурит — Сu₃[СO₃]₂(ОН)₂ или 2CuCO₃ ^. Сu(ОН)₂ (медная синь, медная лазурь). Название происходит от французского слова «азур» или арабского «лазавард» — голубой камень, лазурь. Химический сос­тав: СuО-69,2%, СO₂ —25,6%, Н₂O —5,2%. Обычно TНO химически чистый. Иногда — примеси золота. Сингония моноклинная. Твердость 3,5—4. Уд. вес 3,7 — 3,9; Морфология. Налеты, землистые массы (медная синь). Корочки, зернистые массы с мелкими таблитчатыми и призматическими кристаллами, друзы мелких кристаллов, радиально-лучистые агрегаты. Спайность средняя. Блеск стеклянный. Цвет синий, голубой. Черта голубая. Особые свойства. Бурно реаги­рует с HCl. Растворяется в аммиаке, окрашивая раствор и голубой цвет. Происхождение, парагенезис и месторождения те же, что и у малахита. Зна­чение. Руда на медь. Для изготовления синей краски.

Сульфаты

Минералы данного класса являются солями серной Кислоты. Сульфаты составляют около 0,5% от веса зем­ной коры. Их насчитывается более 130. Сульфаты разно­образны по своему происхождению и свойствам. Основная масса сульфатов имеет экзогенное происхождение — это химические морские и озерные осадки, иногда — как вторичные минералы в зоне окисления сульфидных мес­торождений. Некоторые сульфаты образуются гидротермальным путем (барит, иногда целестин). Сульфаты в большинстве своем имеют небольшую твердость 2 - 3,5, стеклянный блеск. Сульфаты возникают в условиях по­вышенной концентрации кислорода и при относительно низких температурах. Такие условия присущи близповерхностным горизонтам земной коры. Среди сульфатов выделяют безводные, водные и сложные с добавочным анионом OH^-

Барит (тяжелый пшат) - BaSO₄. Название дано от греческого слова «барос» - тяжелый (из-за большого удельного веса). Химический состав: ВаО – 65,7/%, $O₃ — 34,3%. Изоморфные примеси — стронций, кальций. Сингония ромбическая. Твёрдость 2,5 – 3,5. Уд. вес - 4.3 - 4,7. Морфология. Зернистые, мнимые агрегаты. Кристаллы таблитчатой формы, ре­же - призматические, столбчатые. Спайность по {010} совершенная, по {201} средняя, по {001} несовершенная. Блеск стеклянный. Цвет бесцветный, жел­тый, серый, красный, бурый, голубой. Черта белая. Разновидности. Баритоцелестин (с повышенным содержанием стронция). Особые свойства. Большой удельный вес. Не растворяется в горячей соляной кислоте - хорошее отличие от карбонатов. Происхождение и парагенезис. Гидротермальное в ассоциации с сидеритом, гематитом, кальцитом, флюоритом, кварцем, сульфидами. Экзогенное — как вторичный ми­нерал в зоне железной шляпы. Месторождения. Грузия, Туркмения, Урал, Великобритания, США, ФРГ. Значение. Используется при бурении скважин в каче­стве утяжелителя глинистых растворов, в лакокрасоч­ной, химической, резиновой и бумажной промышленно­сти. В .медицине и сельском хозяйстве (дли борьбы с вре­дителями) .

Целестин — SrSO₄. Название дано по цвету. «Целестис» — небесный (лат.), так как кристаллы нередко име­ют небесно-голубой цвет. Химический состав: SrO — 56,4%, SO₃ — 43,6%. Содержит примеси Са и Ва. Сингония ромбическая. Твердость 3—3,5. Уд. вес 3,9 - 4,0. Морфология. Зернистые, натечные формы. Кристаллы таблитчатого, призматического, пирамидального облика. Спайность совершенная по {010}, по {201} — средняя. Блеск стеклянный, перла­мутровый. Цвет небесно-голубой, серый, иногда проз­рачен. Особые свойства. Хрупок, после прокали­вания и смачивания HСl окрашивает пламя в карминно-красный цвет (реакция на стронций). Происхожде­ние и парагенезис. Осадочное в ассоциации с гипсом, кальцитом, баритом, самородной серой. Гидро­термальное (редко) с галенитом, сфалеритом и другими сульфидами. Месторождения. Средняя Азия, По­волжье, Архангельская обл., Италия, ФРГ, Великобри­тания, США. Значение. Основная руда на стронций, используемый в пиротехнике (фейерверки), в сахарной, стекольной и керамической промышленности

Ангидрит — CaSO₄. Название минерала говорит об от­сутствии в нем воды в отличие от гипса. Химический состав: СаО-41,2%, SO₃ — 58,8%. Часто присутст­вует стронций. Сингония ромбическая. Твердость 3-3,5. Уд. вес 2,9--3,0. Морфология. Мелкозер­нистые, шестоватые агрегаты. Толстотаблитчатые и приз­матические кристаллы. Спайность совершенная по {001}. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет бе­лый, серый, голубой, красноватый. Особые свойст­ва. Переходит в гипс в присутствии воды и увеличива­ется в объеме до 30%. От гипса отличается по твердости (не царапается ногтем), от карбонатов - не вскипает в HC1. Происхождение и парагенезис. Оса­дочное — в ассоциации с гипсом, галитом, сильвином, карналлитом. Является важным породообразующим ми­нералом. Месторождения. Украина (Артемовское), Урал, Индия, ФРГ, ГДР. Значение. Используется в производстве цемента, как удобрение, в химической про­мышленности. Поделочный камень.

Гипс (легкий шпат) - CaSO₄ ^. 2H₂O. Химический состав: СаО - 32,5%, SO₃ — 46,6%, Н₂O — 20,9%. Хи­мически обычно чист. Сингония моноклинная. Твер­дость 2. Уд. вес 2,3. Морфология. Зернистые и тонкокристаллические массы. Волокнистые агрегаты. Кристаллы таблитчатые, столбчатые, призматические. Двойники и форме ласточкина хвоста (см. рис. 4). Спайность весьма совершенная по {010}. Излом мелко-тернистый, занозистый (у волокнистых разностей). Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый. Цвет белый. Отдельные кристаллы — водяно-прозрачныe. Бывает окрашен в серый, желтый, розовый, голубой, бурый, черный цвета. Черта белая. Разновидности. Алебастр — мелкозернистый гипс. Селенит — во­локнистые агрегаты. Крупнокристаллические, прозрач­ные кристаллы — шпатовый гипс. Происхождение и парагенезис. Основная масса гипса образуется неточным путем в соленосных усыхающих бассейнах в негоциации с ангидритом, галитом, сильвином, карналлитом, В топе выветривания сульфидов встречается совместно с серой. Возникает также за счет гидратации анпидрита. Месторождения. Западное Приуралье, Поволжье, Средняя Азия, Кавказ, США, Канада, Италия, ФРГ, ГДР, Франция. Значение. Используется в строительном деле, медицине, бумажном производстве, производства цемента. Поделочный камень (селе­нит). Удобрение.

Мирабилит (глауберова соль) Na₂S0₄ ^. 10Н₂О. Назван немецким химиком Д. Р. Глаубером латинскими словами «сал мирабиле» — удивительная соль. Химический состав: Na₂O — 19,3%, SO₃ —24,8%, Н₂O - 55,9%. Сингония моноклинная. Твердость 1,5—2. Уд. вес 1,5.Морфология. Сплошные зернистые агрегаты, кирки, налеты, солевидные массы. Кристаллы короткостолбчатые. Спайность совершенна. Излом раковистый. Блеск стеклянный. Цвет бесцветный, прозрачный, иногда мутный, белый, желтоватый. Особые свойства. В сухом воздухе постепенно обезвоживается, превращаясь в тенардит — Na₂SO₄, становится белым порошком. Горько-соленый. В пробирке при нагревании растворяется в собственной кристаллизационной воде. Происхождение и парагенезис. Образуется а соляных озерах при испарении воды при температура ниже 33°С, выше — выпадает тенардит. Если присутствует в растворе NaС1, тенардит выпадает при более низких температурах. Мирабилит ассоциирует с тенардитом гипсом, галитом. Месторождения. Кара-Вогаз-Гол (залив Каспийского моря), Кулунда, Поволжье, Грузия США, Мексика, Аргентина. Значение. Используется в медицине, при стекловарении, в красочной и химиче­ской промышленности.

Вольфраматы и молибдаты

К данному классу относятся минералы, являющиеся солями вольфрамовой и молибденовой кислот. Их нем­ного (около 15 минералов), но они попользуются как цен­ные руды на вольфрам и молибден. Здесь рассматривает­ся только вольфрамит — важнейшая руда на вольфрам.

Вольфрамит (волчец — старое русское название) — (Мn, Fe)WO₄. Название дано по составу. Волчец — наз­вание происходит от слов «волчья пена» - накипь, появ­лявшаяся при выплавке оловянных руд, когда минерал еще не был открыт. Минерал представляет собой смесь двух крайних членов изоморфного ряда: ферберита FеWO₄ и гюбнерита МnWO₄. Содержание WO₃ в вольф­рамите составляет 75%. Примеси: Mg, СаО, Та₂О₅, Nb₂O₅, SnO₂ и др. Сингония моноклинная. Твер­дость 4,5—5,5. Уд. вес. 6,7—7,5. Морфология. Отмечается в форме кристаллов толстотаблитчатого или призматического облика (см. рис. 27, 9) и крупнозернис­тых агрегатов. Спайность совершенная. Блеск ал­мазный, полуметаллический (на плоскостях спайности), жирный (на изломе). Цвет буро-черный. Ферберит — черный. Гюбнерит имеет красноватый или фиолетовый оттенок. Черта буро-черная (ферберит), желтая, свет­ло-бурая (гюбнерит). Особые свойства. Хрупок. Наблюдается штриховка. Происхождение и па­рагенезис. Гидротермальное - с касситеритом, мо­либденитом, арсенопиритом, кварцем, пиритом, халькоритом и др. В грейзенах — с топазом, слюдой, турмалином, флюоритом, касситеритом, молибденитом. Месторождення. Джидинское (Бурятия), Букука, Белуха (Читинская обл.), Караоба, Акчетаусское (Казахстан), КНР, Бирма, Боливия. Значение. Главная руда на вольфрам.

Фосфаты, арсенаты и ванадаты

Минералы этого класса являются солями фосфорной, мышьяковой и ванадиевой кислот. В данном классе трехвалентные анионы [РO₄]^3-, [AsO₄]3^- и [VO₄]^3- сочетаются трех- и двухвалентными сравнительно крупными катио­нами. Фосфаты и их аналоги слагают 0,75% по весу от земной коры и представлены более чем 300 минералами. Далее рассматриваются представители фосфатов, игра­ющих огромную роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов.

Апатит — Са₅[РO₄]₃(F, С1, ОН). Название происходит от греческого слова «апатао» — обманываю, за сходство с рядом минералов (бериллом, турмалином и др.). Со­став минерала сложный. Ионы фтора, хлора и гидрокси-.111 могут замещать друг друга вплоть до образования Чистых членов ряда — фторапатита, хлорапатита, гидроксилопатита. Химический состав для фторапатита: СаО - 55.5%, Р₂O₅ — 42,3%, F — 3,8%; для хлорапатита — СаО —53,8%, Р₂O₅ — 41%, Cl — 6,8%. Фторапатит пользуется большим распространением. Сингония гексагональная. Твердость 5. Уд. вес 3,2. Мор­фология. Зернистые, мелко- и крупнокристаллические массы. Широко распространены конкреционные образо­вания апатита, так называемые фосфориты — в осадоч­ным породах — с примесью посторонних минералов: кварца, кальцита, глауконита, глинистых частиц и др. Кристаллы апатита имеют облик шестигранных призм, иногда короткостолбчатых и таблитчатых форм (см. рис. 23, 3, 4). Спайность несовершенная. Излом неров­ный, раковистый. Блеск стеклянный (на гранях) и жирный (на изломе). Цвет голубой, зеленый, белый, ротный, бурый, черный, иногда - бесцветный. Разновидности. Фторапатит, хлорапатит и гидроксилапатит. Особые свойства. Порошок, смоченный Н₂SO₄, окрашивает пламя в голубовато-зеленый цвет. При трении кусков фосфорита друг о друга — запах жженой кости. Происхождение и парагенезис. Магмати­ческое, связанное со щелочными породами, в ассоциации с нефелином, цирконом и др. Здесь апатит наблюдается в виде мелкозернистых сахаровидных масс светло-зеле­ного и серого цвета. Пегматитовое и контактово-метасоматическое — в виде крупных хорошо ограненных крис­таллов голубого и голубовато-зеленого цвета в ассоциации с мусковитом, кальцитом, флогопитом. Осадочное — в форме желваков, конкреций и землистых масс в виде фосфоритов, возникших биохимическим путем; иногда — биогенное - в виде псевдоморфоз по вымершим организ­мам. Апатит встречается в россыпях. Месторожде­ния. Хибины, Прибайкалье (Слюдянка). Урал. Много­численны месторождения фосфоритов: Егорьевское (Мос­ковская обл.), Кара-Тау (Казахстан), Украина (Подоль­ское), Пачкуно-Липовское (Урал). За рубежом — Алжир, Марокко, Тунис. США. Значение. Основная руда для получения фосфора и его соединений. Удобрения. Хими­ческая промышленность.

Силикаты

Класс силикатов объединяет большую группу минера­лов, включающих около одной трети всех известных ми­нералов. По подсчетам А. Е. Ферсмана, силикаты состав­ляют 75% от веса земной коры. Большинство силикатов является породообразующими минералами. Силикаты представляют интерес для ряда отраслей народного хо­зяйства. Многие силикаты — ценные полезные ископае­мые: руды па медь, никель, цинк, железо, литий, сырье для извлечения редких и радиоактивных элементов (то­рит, циркон, ортит и др.), большая группа силикатов ис­пользуется в керамическом и огнеупорном производстве (каолинит, полевые шпаты, асбест, оливин), в ювелир­ном деле (топаз, гранат, берилл, аквамарин), в строи­тельстве (Лабрадор), сельском хозяйстве как удобрения (глауконит, нефелин), в электротехнике и радиопромыш­ленности (слюды) и др.

Силикаты имеют различное происхождение, они воз­никают в различных участках земной коры как при эндо­генных, так и при экзогенных процессах минералообразования. Многие силикаты образуются главным образом в эндогенных условиях (оливин, роговая обманка, полевые шпаты и т. д.), другие же возникают при экзогенном минералообразовании и являются продуктами изменения Первичных (эндогенных) минералов — каолинит, глауконит, монтмориллонит и пр.

Рис. 60. Кремнекислородный тетраэдр

Главнейшие элементы, входящие в состав силикатов: Si, Na, Са, К, Мg, Аl, Fе, Li, О и др. Ранее полагали, что силикаты являются солями различных кремневых кис­лот - метакремневой, ортокремневой и т. д. Однако успе­хи рентгеноструктурного анализа силикатов позволили но новому построить классификацию силикатов. Было выяснено, что в основе струк­туры силикатов лежит тесная связь ионов кремния и кисло­рода. В любом силикате каж­дый ион кремния окружен четырьмя ионами кислорода, располагающимися по верши­нам тетраэдра. Иными слова­ми, в каждом силикате при­сутствуют комплексные анионы [SiO₄]^4-, называемые кремнекислородными тетраэдрами (рис. 60). Всё разнообразие силикатов основывается на различном сочетании таких кремнекислородных тетраэдров. В некоторых силикатах часть ионов кремния замещается алюминием и образу­ются алюмокислородные тетраэдры. В этом случае име­ют дело с алюмосиликатами.

Все силикаты по структуре подразделяются на сле­дующие типы:

1. Островные силикаты с изолированными тетраэдра­ми [SiO₄]^4- и изолированными группами тетраэдров, так называемые двойные силикаты с радикалом [Si₂O₇]^6- (два кремнекислородных тетраэдра соединены вершинами, имея общий ион кислорода) и кольцевые силикаты с радикалами [Si₃O₉)^6-, [Si₄О₁₂]^8-, [Si₆O₁₈]^12- (тетраэдры образуют кольцо, состоящее из 3, 4 или 6-кремнекислородных тетраэдров (рис. 61, 62).

2. Цепочечные силикаты (кремнекислородные тетраэдры образуют непрерывную цепочку) с радикалом [Si₂O₆]^4-.

3. Ленточные (поясные) силикаты (цепочки объединённые в ленты, пояса) с радикалом [Si₄O₁₁]^6-.

4. Листовые (слоевые) силикаты (ленты объединены в листы, или слои, связанные катионами). Они имеют радикал [Si₂O₅]^2-.

5. Каркасные силикаты (алюмо- и кремнекислородные тетраэдры образуют сложный каркас). Каркасные силикаты очень разнообразны в связи с присутствием алюмокислородных тетраэдров. Радикал каркасных силикатов [А1_mSi_nO_2(m+n)]^m-.

Рис. 61. Группа из четырех Рис. 62. Группа из шести кремнекислородных тетраэдров, кремнекислородных тетраэдров,

связанных в кольцо­ вязанных в кольцо

Островные силикаты

Оливин (перидот, хризолит) — (Мg, Fе)₂[SiO₄]. Наз­ван по оливково-зеленому цвету. Представляет собой изоморфную смесь Mg[SiO₄] — форстерита и Fс₂[SiO₄] — фаялита. Химический состав: MgО — 45-50%, FеО —8-20%, NiO — 0,1-0,3%, СоО до 0,01%. Иногда присутствует марганец. Сингония ромбическая. Твер­дость 6,5—7. Уд. вес 3,3—3,5. Морфология. Сплошные зернистые массы, кристаллы (см. рис. 26,6). Спайность несовершенная. Блеск стеклянный. Цвет оливково-зеленый, желтый, темно-зеленый, чер­ный. Разновидности. Хризолит - прозрачная жел­то-зеленая разность, используемая в ювелирном деле. Происхождение и парагенезис. Магматичес­кое, связан с ультраосновными породами. Ассоциирует с пироксенами, хромшпинелидами (хромитом), магнетитом, платиной, основными плагиоклазами. При воздей­ствии на оливин гидротермальных растворов образуются серпентин (змеевик) и асбест, называемый также хризотил-абестом (рис. 63). Эти минералы имеют одинаковую формулу Mg₆[Si₄O₁₀](OH). Месторождения. Урал, Кавказ, Сибирь. Значение. Используется как огне­упорное сырье, оливиновая мука удобрение, хризо­лит — драгоценный камень.

Рис. 63. Прожилки хризотил-асбета в серпентинизированной породе

Гранат - R₂³⁺R₃²⁺[SiO₄]₃, где R²⁺ - Ca, Mg, Mn, Fe, а R³⁺ - Al, Fe, Cr. Название происходит от латинского слова «гранум» - зерно. Кристаллы граната по форме, а иногда и по цвету, напоминают зёрна плодов гранатового дерева. Гранаты представляют собой изоморфный ряд. Конечными членами этого ряда являются: пироп Mg₃Al₂[SiO₄], альмандин Fe₃Аl₂[SiO₄]₃, спессартин Mn₃Al₂[SiO₄]₃, гроссуляр Са₃Аl₂[SiO₄]₃, андрадит Ca₃Fe₂[SiO₄]₃. уваровит Са₃Сг₂[SiO₄]₃.

Названные минералы в чистом виде в природе редко встречаются. Обычно они образуют друг с другом твёрдые растворы. В составе граната нередко отмечаются примеси калия, натрия, циркония, бериллия, ванадия, иттрия и других химических элементов. Средний химический состав гранатов приведен в табл. 8.

Таблица 8

Химический состав гранатов, вес. %

Минерал	MgO	FeO	MnO	СaО	Аl2O2	Fe2O3	Сг2О3	SiO2
Пироп	29,8		__	__	25,4	__	__	44,8
Альмандин	—	43,3	—		20,5		__	36,2
Спессартин	—	—	43.0	—	20,6		__	36,4
Гроссуляр	—	__	—	37,8	22,7		__	40,0
Андрадит	—	—	—	33,0	__	31,5	__	35,5
Уваропит	—	—	—	33,5	—	__	30,6	35,9

Сингония кубическая. Твердость 6,5—7,5. Уд. вес 3,5—4,3. Морфология. Встречается в виде кри­сталлов — ромбододекаэдров, пентагон-додекаэдров, тетрагон-триоктаэдров (см. рис. 22, 4, 5, 7) и зерен, вклю­ченных в породу. Спайность отсутствует. Излом неровный, раковистый. Блеск стеклянный. Цвет красный, зеленый, желтый, красно-фиолетовый, черный. Разновидности. Гроссуляр - зеленый, желтый. Уваровит — изумрудно-зеленый. Пироп - кроваво-красный Альмандин — красный, буро-красный. Андрадит — бу­рый, буровато-зеленый, черный. Прозрачная зеленая разновидность андрадита называется демантоид. Про­исхождение и парагенезис. Метаморфическое, контактово-метасоматическое, иногда магматическое. Встречается в гнейсах, кристаллических сланцах, амфи­болитах, скарнах. Магматическим путем возникают аль­мандин и пироп. Для них характерен тетрагон-триоктаэдрический облик в отличие от контактово-метасоматических гранатов, имеющих ромбододекаэдрическую форму. Спутниками гранатов являются: для пиропа — алмаз и оливин в кимберлитах, для уваровита — хромит, в скар­нах с гранатами гроссуляром и андрадитон, встречаются магнетит, шеелит CaWO₄, диопсид, кальцит, эпидот и др. Альмандин характерен для слюдяных сланцев в ассоциа­ции с дистеном. Спессартин встречается в пегматитах со слюдой, полевым шпатом, турмалином. Месторожде­ния. Карелия, Урал, Якутия. Значение. Абразив­ный материал. Ювелирная промышленность (пирон, уваровит, демантоид).

Эпидот — Са₂(Аl, Fe)₃[SiO₄][Si₂O₇]O(OH). Название происходит от греческого слова «эпидос» - приращение, прибавка, так как основание призматического кристалла имеет одну сторону длиннее другой. В кристаллохимической структуре эпидота присутствуют одновременно одиночные и сдвоенные тетраэдры. Химический состав: СаО -23.5%, А1₂O₃ — 24.1%, Fe₂O₃ — 12,6%, SiO₂ — 37,9%, Н₂O — 1,9%. Присутствуют примеси: свинца, хрома, марганца, магния, стронция и др.Сингония моноклинная. Твердость 6,5 — 7. Уд. вес 3,2—3,5. Морфология. Длиннопризматические кристаллы с продольной штриховкой. Лучистые и шестоватые агрегаты, зернистые массы (см. рис. 27,10, 11). Спайность совершенная по {001}. Блеск стеклянный, сильный. Цвет фисташково-зеленый, грязно-зеленый, реже черный. Разновидности. Клиноцоизит — маложелезистый эпидот, пьемонтит - обогащен марганцем (до 19% МnO₂). Происхождение и парагенезис. Метаморфическое в контактовых зонах. Встречается в скарнах в ассоциации с кальцитом, магнетитом, диопсидом, кварцем, гранатом. Гидротермальное — развивается за счет изменения плагиоклазов, амфиболов, гранатов и др. Здесь с ним ассоциирует хлорит. Процесс преобразования горных пород гидротермальными растворами получил название эпидотизации. Месторождения. Урал, Альпы. Значение. Породообразующий минерал, поделочный камень.

Берилл — Be₃Al₂[Si₆O₁₈]. Название дано по химическому элементу бериллию. Химический состав: ВеО — 14,1%. Al₂O₃ - 19,0%, SiO₂ — 66.9%. Присутствуют при­меси натрия, калия, лития, церия, рубидия, хрома и др. В ккристаллохимической структуре бериллия наблюдаются сдвоенные шестерные кольца. Сингония гексаго­нальная. Твердость 7,5—8. Уд. вес 2,6—2,9. Мор­фология. Призматические удлиненные кристаллы — гексагональные призмы в комбинации с дипирамидой и пинакоидом (см. рис. 23,3). Кристаллы иногда достигают больших размеров — до нескольких метров в длину. Спайность несовершенная. Излом раковистый. Цвет от бледных оттенков серого, желтого и розового цвета до голубого и ярко-зеленого. Разновидности. Аквамарин - голубой, цвета морской волны, прозрачный. Изумруд - ярко-зеленого цвета. Воробьевит — розовый (содержит цезий). Гелиодор — желтая прозрачная разновидность с примесью Fe₂О₃. Происхождение и парагенезис. Пневматолитовый и гидротермальный — в пегматитах, грейзенах, кристаллических слан­цах, в кварцевых жилах. Спутники: топаз, вольфрамит, касситерит, молибденит, турмалин, мусковит, полевой пшат, кварц и др. Месторождения. Урал, Забай­калье, Колумбия, США. Значение. Руда на бериллий. Изумруд, воробьевит, аквамарин и гелиодор - драгоцен­ные камни.

Турмалин — NaR₃Al₆(BO₃)₃[Si₆O₁₈](OH, F)₄, где R = Fe²⁺, тогда минерал называют шерлом, если R = Мg - дравитом, если R = (Li, А1) - эльбаитом и др. Примеси: калий, хром, титан, рубидий, бериллий, ванадий, цезий и др. Химический состав колеблется в широких пределах. Для широко распространенной разновидности турмалина — шерла - отмечается слекюший средний со став (в %): Na₂O - 1,9-2,7; FeО - 9,9-15,1; Al₂O₃ – 28,5-34,4; В₂O₃- 8,3-10,7; SiO₂ — 33,8-35.5; H₂О — 1,9-3,8; F — 0-0,9. а также примеси магния и лития.

Основу структуры турмалина составляют сдвоенные шестичленные кольца кремнекислородных тетраэдров, подобно соединению их в берилле. Сингония триго­нальная. Твердость 7—7,5. Уд. вес 2,9-3,2. .Мор­фология. Агрегаты шестоватые, радиально-лучистыс, волокнистые, реже — зернистые. Кристаллы призматиче­ские, игольчатые, вытянуты вдоль оси третьего порядка. Характерна продольная штриховка и сечение в форме сферического треугольника. Радиально-лучистые агрега­ты называются турмалиновыми солнцами. Спайность отсутствует. Блеск стеклянный. Цвет разнообра­зен — от светлых тонов до бурых и черных оттенков. Разновидности. Шерл — черный. Рубеллит—розо­вый (содержит литий). Индиголит — синий. Дравит — бурый. Встречаются полихромные турмалины — с чере­дующимися полосами разных оттенков красного, розово­го, зеленого, бесцветного, синего. Происхождение и парагенезис. Возникает в пегматитах — шерлы с мусковитом, апатитом, кварцем, дравиты - в ассоциации с кварцем и альбитом; рубеллиты и полихромные турма­лины со сподуменом, лепидолитом, тантало-ниобатами; в грейзенах - дравиты и шерлы с бериллом, мусковитом, флюоритом; при гидротермальных и пневматолитовых процессах в кварцевых жилах; в грейзенах с кварцем, касситеритом, флюоритом, слюдами, топазом, бериллом возникают шерлы, дравиты и другие разновидности. Особые свойства. Обладает пьезо- и термоэлектриескими свойствами. Месторождния. Урал, Каре­лия, Восточная Сибирь, Украина, Бразилия, Шри-Ланка. Значение. Пьезо- и термоэлектрическое сырье, в ювелирной промышленности.

Цепочечные силикаты

К цепочечным силикатам относятся минералы назы­ваемые пироксенами. Название «пироксены» дано Р. Ж. Гаюи зеленоватым кристаллам, обнаруженным им в ла­вах. Гаюи считал их посторонними включениями, не свойственными магматическим породам (греч. «пир» огонь, «ксенос» — чужой).

Кристаллохимическая структура пироксенов характе­ризуется наличием одинарной цепочки, состоящей из кремнекислородных тетраэдров. Схематическая формула пироксенов: R₂[Si₂O₆], где R — Mg, Fe, Са, Al, Na, Li; анион характеризуется четырьмя отрицательными заря­дами [Si₂O₆]^4-.

Пироксены имеют короткостолбчатый облик и изометричное поперечное сечение. Минералы подразделяются на моноклинные (авгит, диопсид, сподумен, эгирин и др.) и ромбические (энстатит, гиперстен) пироксены. Ниже рассматривается представитель моноклинных пироксенов авгит.

Авгит – Ca(Mg, Fe, Al)[(Si, А1)₂O₆)]. Назван от слова «авге» - блеск (греч.) из-за сильного блеска на гранях. Сингония моноклинная. Твердость 5 6,5. Уд. вес - 3.2-3,5. Морфология. Короткостолбчатые таблитчатые кристаллы (см. рис. 27,2, 4). Сплошные зернистые массы. Спайность средняя. Излом раковистый. Блеск полуметаллический, стеклянный. Цвет чёрный, бурый, темно-зеленый. Разновидности. Титанавгит (содержит ТiO₂ до 4—5%). Происхождение и парагенезис. Магматическое в основных эффузивных породах в ассоциации с магнетитом, основными плагиоклазами, оливином. Обнаружен на Луне. Является по-видимому титанавгитом (SiO₂-48,0%; FеО-8,49%. TiO₂-5,91%, СаО-19,88%). Значение. Породообразующий минерал.

Ленточные силикаты

К ленточным силикатам относятся минералы, называ­емые амфиболами. В отличие от пироксенов амфиболы имеют вытянутые призматические, игольчатые кристаллы. Термин «амфибол» происходит от греческого слои; «амфиболос» — неясный, из-за разнообразия химическом состава и внешнего вида минералов этой группы. Схематическая формула амфиболов: R₇[Si₄O₁₁](OH)₂, где R = Са, Мg, Fе. Могут входить также трехвалентные алюми­нии и железо. В таком случае излишняя валентность компенсируется одновременным вхождением одновалентного натрия или приобретением отрицательной ва­лентности, вследствие замещения кремния алюминием. Амфиболы вместе с пироксенами составляют 16% по ве­су от земной коры. Амфиболы представлены вытянуты­ми, призматическими кристаллами, иногда лучистого и игольчатого вида (тремолит, актинолит). Хорошо выра­жена спайность параллельно грани призмы. Амфиболы подразделяются на моноклинные (тремолит, актинолит, роговая обманка и др.) и ромбические (антофиллит). Ниже рассматривается представитель моноклинных ам­фиболов — роговая обманка.

Роговая обманка — (Са, Na)(Мg, Fе)₄(А1, Fе) (А1. Si)₄O₁₁]₂(ОН)₂. Химический состав сложный и не постоянный. Сингония моноклинная. Твердость 5,5—6. Уд. вес 3,1—3,3. Морфология. Длинно-прнзматические, иногда столбчатые кристаллы (см. рис. 27,.3). Спайность совершенная. Излом часто зано­зистый. Блеск стеклянный. Цвет зеленый, бурый, черный. Разновидности. Баэальтическая роговая обманка — бурого или черного цвета (в базальтах, ту­фах). Уралит — псевдоморфоза роговой обманки по пи­роксену. Происхождение и парагенезис. Маг­матическое, в средних и щелочных интрузивных породах в ассоциации с плагиоклазами, слюдами. Широко рас­пространена в метаморфических породах — роговообманковых сланцах, гнейсах и др. Значение. Породообра­зующий минерал.

Листовые (слоевые) силикаты

В основе кристаллохимической структуры листовых силикатов находятся кремнекислородные слои (листы), состоящие из шестичленных колец кремнекислородных тетраэдров. Шестерные кольца листовых силикатов [Si₂O₅]^2- связываются катионами, главными среди кото­рых являются магний, алюминий и железо, в пакеты со­става [Si₄O₁₀]^4-. В данном радикале кремний может за­мешаться алюминием, радикал приобретает вид [(Si, Al)₄O₁₀], а минералы относят к алюмосиликатам. Наличие пакетов у листовых силикатов, состоящих из Гексагональных сеток, и слабых остаточных (ван-дерваальсовых) связей между ними обуславливает их физи­ческие свойства: низкую твердость (тальк и каолинит — 1. слюды — 2-3), весьма совершенную спайность, псевдогексагональную форму кристаллов, диэлектрические свойства. Ниже рассматриваются наиболее важные представители листовых силикатов: тальк, слюды, гидрослю­ды, хлориты, минералы глин.

Тальк (тальковый камень жировик) — Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂. Химический состав: MgO — 31,7%, SiO - 63,5%, Н₂ - 4,8%. Сингония моноклинная. Твердость 1. Уд. вес 2,7—2,8. Морфология. Листовые, чешуйчатые, плотные массы. Спай­ность весьма совершенная. Блеск стеклянный, перла­мутровый. Цвет бледно-зеленый, белый, желтоватый. Разновидности. Стеатит (жировик) — плотные массы Благородный тальк (листоватые агрегаты цвета мор­ской полны). Особые свойства. Жирен на ощупь. Огнеупорен (т. пл. 1400°С). С раствором азотнокислого Кобальта при прокаливании приобретает розовую окраску. Происхождение и парагенезис. Является продуктом гидротермального изменения ультраосновных пород. Ассоциирует с хромшпинелидами, магнетитом, серпентином, магнезитом, доломитом, гематитом и др. Месторождения. Шабровское, Миасс (Урал), Канада. Значение. Используется в бумажной парфюмерной, красочной и текстильной промышленностях.

Слюды

Слюды относятся к листовым силикатам. Они объеди­няются рядом общих физических свойств: весьма совершенной спайностью по {001}, листоватым или чешуйчатым обликом, небольшой твердостью (2-3). В кристаллической структуре кремнекислородные пачки листов связаны через катионы, где, связи сравнительно непроч­ны и вдоль этих листов минералы легко расщепляются, проявляя весьма совершенную спайность.

Мусковит — KAl₂[AlSl₃O₁₀](OH, F)₂. Название произошло от старинного названия города Москвы— «Муска» (итильянск.), так как через Москву этот минерал вывозился на запад под названием «московского стекла». Химический состав: К₂О — 11,8%, А1₂O₃ —38,5%, SiO₂ — 45,2%, H₂О - 4,5%. Сингония моноклинная. Твердость 2—3. Уд. нес 2,7—3,1. Морфология. Сплошные листовато-зернистые и чешуйчатые агрегаты. Спайность весьма совершенная. Блеск перламутро­вый. Цвет бесцветный, желтоватый, зеленоватый. Раз­новидности. Серицит — мелкочешуйчатый мусковит. Особые свойства. Листочки гибки и упруги. Ди­электрик. Огнеупорен. Происхождение и парагенезис.

Рис. 64. Кристалл биотита. Высота кристалла 20 см

Широко распрост­ранен как магматический минерал в интрузивных по­родах кислого и среднего состава, где является поро­дообразующим совместно с кварцем, полевыми шпата­ми, роговой обманкой. В грейзенах - с топазом, тур­малином, кварцем, вольфра­митом, касситеритом, мо­либденитом. В пегматитах — с кварцем и полевыми шпа­тами. В метаморфических породах - в слюдяных сланцах и гнейсах. Месторождения. Восточная Сибирь (р. Мама), Карелия, Индия, Бразилия. 3начение. Высота кристалла 20 см. Электро- и радиотех­ническая промышленность. Для изготовления огнестойких материалов. В обойном, бумажном и резиновом производствах, в химической про­мышленности (краски, взрывчатка).

Биотит — К(Мg, Fе)₃[Si₃АlО₁₀](ОН, F)₂. Химический состав: К₂ — 6-11%, МgО — 0.3—28,3%, FеО — 2,7-27,6%, Fe₂O₂ — 0,1-20,7%, А1₂O₃ —9,4-31,7%, SiO₂ — 32,8-45%, H₂O —0,9-4,6%, F до 4,2%. Сингония моноклинная. Твердость 2-3. Уд. вес 3,0. Морфология. Пластинчатые и зернисто-чешуйчатые массы (рис. 64). Спайность весьма совершен­ная. Блеск перламутровый. Цвет черный, бурый. Разновидности. Лепидолит — черная слюда, без магния. Происхождение и парагенезис. Маг­матическое, пегматитовое, контактовое. Встречается в ассоциации с кварцем, мусковитом, полевыми пшатами и кислых п средних магматических породах. Метамор­фическое - в слюдяных сланцах и гнейсах. Значение. Породообразующий минерал.

Гидрослюды

Гидрослюды занимают промежуточное положение между слюдами и минералами глин. Их также относят к листовым силикатам. Состав гидрослюд сложный и непостоянный.

Глауконит является водным алюмосиликатом калия, Железа, магния и алюминия. Название - от цвета «глаукос» - синевато-зеленый (греч.). Содержит от 4 до 9,5% K₂O, Сингония моноклинная. Твёрдость 2 3. Уд. вес 2,2—2,9. Морфология. Землистые, рыхлые Массы, мелкопесочный, тонкочешуйчатый. В виде зерен и осадочных породах. Кристаллы редки. Цвет зеленова­тый разных оттенков. Происхождение. Является экзогенным минералом. Возникает в осадочных породах морского происхождения — песках, песчаниках, глинах, фосфоритовых и карбонатных отложениях. Образование связывают со сложными биохимическими процессами. Особые свойства. Сильно парамагнитен. Способен к катонному обмену, благодаря чему используется при Опреснении воды и обесцвечивании некоторых материа­лов. Месторождения. Украина, Подмосковье, По­волжье. Значение. Калийное удобрение. Для изготов­ления дешевой зеленой краски. Смягчитель жестких вод в сахарной, пивоваренной, винокуренной и текстильной промышленности. Используется для определения абсо­лютного возраста осадков калий-аргоновым методом.

Хлориты

Минералы хлоритов напоминают слюды и относятся к листовым силикатам. По химическому составу являют­ся алюмосиликатами Мg, Fе, А1, Ni, Сг. Большинство Минералов зеленого цвета («хлорос» - зеленый, греч.). Все хлориты кристаллизуются в моноклинной сингонии. Образуют листоватые, чешуйчатые агрегаты и сплошные массы зеленого цвета разных оттенков до почти черного цвета. Спайность весьма совершенная. Твердость 2-3. Уд. вес 2,6-2.9. Разновидности. Среди хлоритов выделяют магнезиальные (пеннин, клинохлор, прохлорит) и железистые (тюрингит и шамозит). Происхождение. Образуются в условиях низкотемпературной гидротермальной деятельности, при метаморфических процессах (возникают хлоритовые сланцы). При процессе хлоритизации за счет роговой обманки. Месторож­дения. Урал, Сев. Кавказ, Тюрингия (ГДР). Значе­ние. Железистые хлориты при значительных скоплениях могут служить рудой на железо.

Минералы глин

Каолинит — Al₄[Si₄O₁₀](ОН)₈. Название происходит от горы в КНР «Кау-линг», где добывается минерал. Химический состав: А1₂О₃ — 39,5%, SiO₂ — 40,5%, Н₂O - 14%. Содержит ряд примесей. Сингония моноклинная, Твердость 1. Уд. вес 2,0. Морфология. Землис­тые, рыхлые или плотные тонкозернистые агрегаты. Кристаллы очень редки и малы по размерам (до 1 мм) Спайность весьма совершенная. Блеск матовый Цвет белый, серый, желтоватый, розовый, бурый. Особые свойства. Жирен на ощупь. Прилипает к языку, Гигроскопичен. Порошок в метиленовом голубом приобретает фиолетовую окраску, в хризоидине — желтую Происхождение. Образуется при выветривании слюд, полевых пшатов и других алюмосиликатов. Этот процесс происходит под влиянием воды и углекислоты. Выделяют остаточные каолины, возникшие на месте раз­ложения алюмосиликатных пород и переотложенные. Каолинит входит в состав осадочных пород, глин, мергелей, глинистых сланцев и др. Месторождения. Ук­раина, Урал, Сибирь, Кавказ. Значение. Каолинит на­ходит широкое применение в керамической промышлен­ности для изготовления фарфора, фаянса, в металлургии (шамотный огнеупорный кирпич), в строительстве, в бумажном производстве, в химической промышленности, при буровых работах.

Монтмориллонит — (АІ₂, Мg₃)[Sі₄O₁₀](ОН)2 ^. Н₂O. Название дано по месту нахождения в Монтмориллоне (Франция). Состав непостоянный. Химический состав: SiO₂ - 48—56%; Аl₂О₃ -11—22%; Fe₂O₃ — 5%; Mg — 4—9%; СаО —0.8—3.5%; Н₂O — 12-24%. Сингония моноклинная. Твердость 1. Уд. вес 2. Морфология. Тонкодисперсные сплошные глиноподобные массы. Спайность совершенная. Блеск матовый. Цвет серый, розоватый, зеленый. Особые свойст­ва. Сильно набухает от влаги, увеличиваясь в объеме до 'II раз. Ярко выражена способность к катионному обмену. Метиленовый голубой окрашивает порошок в голубовато-зеленый цвет, а хризондин - в кирпично-красный. Про­исхождение. Возникает в экзогенных условиях в результате выветривания основных изверженных горных пород в щелочной среде. Входит в состав бентонитовых глин. Месторождения. Гумбри (Грузия), Нальчик, Крым, Франция. Значение. Используется в нефтехи­мической промышленности для очистки нефтепродуктов, текстильной - в качестве отбеливающего материала, в пищевой промышленности для очистки воды, масла, в косметическом и парфюмерном производствах, в меди­цине и др.

Каркасные силикаты

К каркасным силикатам относятся полевые шпаты, слагающие на 57,9% толщу земной коры, фельдшпатиды и некоторые другие минералы.

Полевые шпаты

Полевые шпаты среди всех минералов пользуются наибольшим распространением. Они названы «полевыми» благодаря их повсеместному распространению — у реки, в поле, в горах - везде можно встретить эти минералы. Полевые шпаты так распределены в толщах горных пород: 60% в изверженных породах, 30%—в метаморфических, 10% приходится на долю осадочных. По химическому составу полевые шпаты являются алюмосиликатами Na, К, Са, отчасти Ва. Полевые шпаты подразделяют по их составу на кали-натровые, известково-натровые (или нитриево-кальциевые, называемые также плагиоклазами) и кали-бариевые. Ниже рассматриваются представители наиболее распространенных первых двух групп полевых пшатов.

Кали-натровые полевые шпаты объединяют несколько минералов моноклинной и триклинной сингонии с формулой (K, Na)[AlSi₃O₈] или K[AlSi₃O₈]. Наибольшим распространением пользуются ортоклаз и микроклин, имеющие одинаковую формулу K[AlSi₃O₈] и содержащие Na₂O в количестве до нескольких процентов. Первый кристаллизуется в моноклинной сингонии, второй в триклинной. Ортоклаз и микроклин уверенно различают­ся только под микроскопом, поэтому в практике полевого определения их обычно называют кали-натровыми поле­выми шпатами. Их называют также щелочными полевы­ми шпатами. Химический состав щелочных поле­вых шпатов: SiO₂ - 64.7—67,7%; Al₂O₃ — 18,4—19,2%; Na₂O - 0—8,9%; К₂O - 4,2—16,9%. Отмечаются примеси бария, кальция, рубидия, железа. Физические свойства кали-натровых полевых шпатов близки. Твердость 6—6,5. Уд. вес 2,5—2,6. Морфология. Сплошные кристаллические массы, кристаллы толстотаблитчатого и призматического облика (см. рис. 10). Спайность со­вершенная в двух направлениях под углом 90° (у микроклина угол отличается на 20°). Блеск стеклянный, пер­ламутровый (на плоскостях спайности). Цвет светло-розовый, желтый, бурый, серый, мясо-красный, зеленый. Разновидности. Адуляр - водяно-прозрачная разновидность ортоклаза. Амазонит — зеленый микроклин. Происхождение и парагенезис. Магматиче­ское — в изверженных кислых и средних горных породах в ассоциации с кварцем, слюдой, плагиоклазами, роговой обманкой. Пегматитовое — с кварцем, слюдой, бериллом, турмалином. При процессах выветривания подвергаются каолинизации под воздействием воды и углекислоты с об­разованием каолиновых глин. Месторождения. Средний Урал, Карелия, Казахстан, Забайкалье, Италия. Значение. Сырье для керамической и стекольной про­мышленности. Абразивный материал. Амазонит - поде­лочный камень.

Известково-натровые (натриево-кальциевые) полевые шпаты представляют собой изоморфный ряд двух крайних членов Nа[А1Si₃O₈] — альбита и Ca[AI₂Si₂0₈] - анортитa, смешивающихся в различных пропорциях. Минера­лы этой подгруппы получили название плагиоклазов, что в переводе с греческого означает «косораскалывающиеся». У плагиоклазов, обладающих совершенной спайностью в двух направлениях, угол между плоскостями спайности косой, отличающийся от прямого на 3,5—4°. Федоров предложил для плагиоклазов классификацию, основанную на процентном содержании в минерале анортитовой молекулы Ca[Al₂Si₂O₈]. Среди плагиоклазов Фе­доров выделил:

альбит от 0 до 10% Ca [Al₂Si₂O₈]

олигоклаз от 10 до 30% »

андезин от 30 до 50% »

лабрадор от 50 до 70% »

битовнит от 70 до 90% »

анортит от 90 до 100% »

Содержание анортитовой молекулы в плагиоклазе принято выражать номером плагиоклаза. Например, плагиоклаз № 60 содержит 60% анортитовой молекулы и 10% альбитовой и относится к лабрадору. Номер плаги­оклаза устанавливается с помощью универсального столика Федорова.

Установлено, что в плагиоклазах меняется содержание кремнезема — оно убывает от альбита (с 68,81%) к анортиту (до 43,28%). В соответствии с этим, плагиоклазы от № 0 до № 30 называют кислыми, от № 30 до № 50 — средними, от № 50 до № 100 — основными. Химиче­ский состав плагиоклазов: SiO₂ — 43,3—68,8%; Аl₂O₃ — 19,4-36,6%; СаО — 0-20,1%; Na₂O — 0—10,8%. Имеются примеси К, Ва, Cг, Fе. Сингония триклинальная. Твердость 6—6,5. Уд. вес 2,6—2,8 (возрастает от кислых к основным). Морфология. Мелкозернистые, кристаллические массы, часто сахаровидные (альбит). Часты таблитчатые и таблитчато-призматические кристаллы. Характерны полисинтетические двойники, наблюдаемые под микроскопом. Спайность совершенная. Блеск стеклянный. Цвет белый, серый (альбит, олигоклаз, анортит), темно-серый до черного (лабрадор). Разновидности. Лунный камень — олигоклаз с си­невато иризацией. Солнечный камень - олигоклаз с искристо-золотистыми переливами. Особые свойства. Иризация у лунного камня и лабрадора (в синевато-зелёных тонах). Происхождение и парагенезис. Плагиоклазы являются породообразующими минералами магматических пород: кислые и средине плагиоклазы — в кислых и средних породах совместно с кварцем, с кали-натровыми полевыми шпатами; основные — в основных породах в ассоциации с магнезиально-железистыми силикатами. Плагиоклазы встречаются также в пегматитах и метаморфических породах. Месторождения. Урал, Забайкалье. Значение. Облицовочные и поделочные (лабрадор, лунный и солнечный камни). Породообразующие минералы.

Фельдшпатиды

К фельдшпатидам относятся минералы (нефелин, лей­цит, лазурит, содалит и др.) близкие к полевым шпатам по структуре, но содержащие меньшее количество крем­незема и больше щелочей по сравнению с полевыми шпа­тами. Их иногда называют заместителями полевых шпа­тов в породах, недосыщенных кремнеземом. Ниже рас­сматривается один из представителей этих минералов — нефелин.

Нефелин - Na[АlSiO₄]. Название дано от греческого слова «нефели»— облако, так как при разложении в крепких кислотах минерал дает облаковидный гель крем­незема. Химический состав: 41,5—46,4% приходит­ся на SiO₂; А1₂O₃ — 31,0—34,0%; Na₂O — 15,7—17,3%. Присутствует обычно калий (содержание К₂О от 5 до 16%), поэтому формулу минерала можно выразить в виде KNa₃[AlSiO₄]₄. Устанавливаются также примеси СаО (0,5-7%), иногда F₂O₃, хлор, фтор, бериллий и вода. Сингония гексагональная. Твердость 5—6. Уд. вес 2,5—2,6. Морфология. Сплошные крупнозернис­тые массы. Призматические и короткостолбчатые кри­сталлы. Спайность несовершенная. Блеск жирный. Цвет серый, желтоватый, зеленоватый, красноватый. Разновидности. Элеолит (масляный камень) — слив­ные массы с жирным блеском. Происхождение и парагенезис. Магматическое, связан с бедным кремнеземом щелочными породами (нефелиновыми сиенитами и др.) в ассоциации с альбитом, щелочным пироксеном, щелочной роговой обманкой, с апатитом, биотитом. Встречается в пегматитах. Месторождения. Урал, Кольский полуостров, Кузнецкий Алатау. Значение. Руда на алюминий. Калийное удобрение. Использу­ется в керамической и стекольной промышленности.