Тип III. Кислородные соединения Класс 1. Оксиды и гидроксиды

Известно более 150 минералов, которые составляют около 5% общего веса земной коры. Наиболее распространенные катионы: Fe (около 50 минералов), Al, Ti. Основой кристаллической структуры минералов является плотнейшая упаковка ионов О^2-(в оксидах) и ОН^- (в гидроксидах).

Среди данного класса широко развит изовалентный и гетеровалентный изоморфизм в основном несовершенный. Всё разнообразие минералов определяется характером катионов и их координацией.

В морфологическом отношении оксиды и гидроксиды являются минералами с хорошо развитой кристаллографической индивидуальностью. Некоторые из них (например – брукит) встречаются только в кристаллах. Минеральные индивиды с размерами кристаллов от сотых долей до десятков сантиметров (вкрапленники, порфиры, зернистые массы) характерны для эндогенных образований магматического генезиса. Минеральные агрегаты с размерами индивидов менее 1 миллиметра (мелкозернистые, скрытокристаллические, землистые агрегаты) характерны для экзогенных образований.

Кристаллизуются в основном в кубической и ромбической сингониях, в меньшей степени - в средней категории сингоний. Характерные облики минералов: изометрический, удлиненный, уплощённый, которым соответствуют зернистые, лучистые, игольчатые, слоистые, чешуйчатые и слоисто-концентрические агрегаты.

Окраска зависит от катионного состава минералов, при этом она разнообразная, но в основном темных тонов: 1) оксиды Fe²⁺ – черная, Fe³⁺ - бурая, желтая, красная; 2)оксиды Al³⁺ и Mg²⁺ - белая; 3) оксиды Mn³⁺ - черная.

Спайность разной степени совершенства, но для гидроксидов характерна совершенная спайность.

Минералы класса оксидов и гидроксидов химически устойчивы, т.к. являются, в основном, продуктами окисления и гидролиза силикатов, сульфидов и других солей в зоне гипергенеза.

Твердость очень высокая, в основном 5-7.

В эндогенных условиях образуется относительно небольшое количество минералов данного класса. В магматических очагах кристаллизуются магнетит, ильменит, хромшпинелиды, рутил, пирохлор, в пегматитах встречаются гематит, пирохлор, касситерит, рутил, перовскит, в гидротермальных растворах образуются гематит, магнетит, касситерит.

В экзогенных условиях (зона гипергенеза) образуется основная масса минералов класса оксидов и гидроксидов. Так, в корах выветривания, в зоне окисления минеральных месторождений, в водных бассейнах образуются сложные минеральные смеси: бурый железняк и лимонит, в состав которых входят гетит, гидрогетит, лепидокрокит (оксиды и гидроксиды Fe); бокситы, состоящие из гидраргиллита, диаспора, бемита (оксиды Al); вады, в своём составе имеющие пиролюзит, псиломелан, манганит (оксиды Mn).

В метаморфогенных условиях за счёт гидроксидов могут образовываться кристаллически-зернистые агрегаты безводных окислов, например, гидроксиды Fe преобразуются в гематит или магнетит. При высоких давлениях и температуре образуется рутил.

Таблица 5

Диагностическая таблица для определения оксидов и гидроксидов

по твёрдости

<5	5-7	>7
Гётит (4-5) Брусит (2,5) Гидраргиллит (3) Куприт (3-4)	Хромшпинелиды (6-7) Магнетит (6) Пирохлор 95) Рутил (6) Касситерит (6-7) Пиролюзит (5) Гематит (6) Ильменит (6)	Шпинель (8) Корунд (9)

Таблица 6

Диагностическая таблица для определения оксидов и гидроксидов по цвету черты (зависит от катионного состава)

Чёрная	Жёлтая, красная, бурая	Серая, белая	Нет черты
Магнетит Ильменит Пиролюзит	Гётит (бурая) Хромит (серовато-зеленая) Пирохлор (светло-бурая) Рутил (желтая, красная) Касситерит (светло-коричневая) Гематит (красная) Куприт (красно-коричневая)	Гидраргиллит	Шпинель Корунд

Шпинель (Mg,Fe)Al₂O₄

Морфология. Отдельные кристаллы октаэдрического габитуса или небольшие сростки, реже плотные тонкозернистые агрегаты. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет кроваво-красный с фиолетовым или оранжевым оттенком, желтый, синий, бутылочно-зеленый (шпинель), черный (герцинит). Твердость 8. Спайность отсутствует. Блеск стеклянный.

Генезис. Типичное контактово-метасоматическое образование (скарны, пневматолито-гидротермальные образования), реже магматическое и метаморфическое. На земной поверхности устойчива и переходит в россыпи.

Хромшпинелид (Mg,Fe)Cr₂O₄

Морфология. Сплошные зернистые массы. Кристаллы октаэдрического облика, округлые (порфировидные вкрапленники) или многогранные полиэдры. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет черный, черту дает с трудом. Блеск металловидный. Спайности нет.

Генезис. Магматический. В ассоциации с серпентином и другими минералами ультраосновных пород.. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Магнетит FeFe₂O₄

Морфология. Тонкозернистые и массивные агрегаты, вкрапленники октаэдрического габитуса. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет железно-черный. Блеск полуметаллический. Спайности нет. Особые свойства – сильно магнитный (ферримагнитный).

Генезис. Магматический, реже гидротермальный, пневматолитовый и метаморфический. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Пирохлор NaCa(F,OH)Nb₂O₆

Морфология. Вкрапленники октаэдрического габитуса, сплошные массы в сиенитах и карбонатитах. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет темно-бурый, красно-бурый. Блеск алмазный. Полупрозрачный. Спайности нет. Хрупкий. Иногда радиоактивен.

Генезис. Магматический и пневматолитовый. В щелочных магмах в ассоциации с нефелином, КПШ, эгирином, апатитом, цирконом, магнетитом, кальцитом.

Куприт Cu₂O.

Морфология. Сплошные, зернистые агрегаты, мелкие кристаллы – октаэдры. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет красный с различными оттенками. Блеск алмазный. Спайность несовершенная.

Генезис. В зоне выветривания сульфидов меди в ассоциации с малахитом, азуритом, самородной медью. На земной поверхности неустойчив и переходит в малахит, азурит.

Рутил TiO₂.

Морфология. Столбчатый, призматический до игольчатого облика с квадратным поперечным сечением, часты коленчатые двойники. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет темно-бурый, красный, черный. Блеск алмазный. Полупрозрачный. Спайность совершенная по удлинению.

Генезис. Магматический. В кислых горных породах. Постмагматический и метаморфический. На земной поверхности устойчив и переходит в переходит в россыпи.

Касситерит SnO₂.

Морфология. Кристаллы дипирамидального габитуса, друзы, щетки. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет желто-коричневый, красновато-коричневый до черного. Блеск алмазный. Цвет черты светлый, буроватый. Часто окраска неравномерная.

Генезис. Магматический. В кислых горных породах, пегматитах и гидротермальных образованиях в ассоциации с вольфрамитом, молибденитом, арсенопиритом, кварцем.

Пиролюзит MnO₂.

Морфология. Сплошные зернистые, порошковатые, сажистые агрегаты, конкреции (вады), дендриты. Сингония тетрагональная.

Физические свойства. Цвет черный. Блеск полуметаллический, матовый в агрегатах. Спайность совершенная.

Генезис. В корах выветривания и в процессе седиментогенеза в ассоциации с окисидами марганца, железа. На земной поверхности устойчив.

Гетит FeO(OH).

Морфология. Натечные почковидные образования с радильно-лучистым внутренним строением, сталактитовые формы, плотные, пористые, ноздреватые, порошковатые агрегаты, оолиты, псевдоморфозы по пириту. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет желто-бурый, темно-бурый до черного. Блеск алмазный. Спайность совершенная.

Генезис. В корах выветривания и на геохимических барьерах в вводной среде. На земной поверхности неустойчив.

Гематит Fe₂O₃.

Морфология. Сплошные, плотные, скрытокристаллические агрегаты (красный железняк), листоватые, чешуйчатые агрегаты с металлическим блеском (железная слюдка), натечные формы радиально-игольчатого строения (стеклянная голова). Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет железо-черный (кристаллические разности), ярко-красный (землистые, зернистые разности). Блеск полуметаллический. Спайности нет. Хрупкий.

Генезис. Магматический, метаморфический, в корах выветривания.

Ильменит FeTiO₃.

Морфология. Вкрапленники неправильной формы, кристаллы толстостолбчатые, чешуйчатые, сплошные массы. Синяя побежалость. Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет железо-черный. Блеск полуметаллический. Спайность отсутствует. Излом раковистый. Хрупкий. Слабомагнитен.

Генезис. Магматический. В основных изверженных породах. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.

Гидраргиллит Al(OH)₃.

Морфология. Лучисто-листоватые, натечные агрегаты, тонкочешуйчатые и скрытокристаллические массы. Сингония моноклинная.

Физические свойства. Цвет белый, сероватый, красноватый. Блеск стеклянный, перламутровый. Прозрачный. Спайность весьма совершенная.

Генезис. В корах выветривания по алюмосиликатам (бокситы).

Корунд Al₂O₃.

Морфология. Вкрапленники в породу (до 10 см в диаметре), редко зернистые агрегаты. Отдельность по пинакоиду. Призматический облик кристаллов. Сингония гексагональная.

Физические свойства. Цвет синевато или желтовато-серый (сапфир – синий, рубин – красный). Блеск стеклянный. Спайности нет. Косая штриховка на гранях пинакоида и призмы.

Генезис. Метаморфическое, контактово-метасоматическое образование и гранитные пегматиты. На земной поверхности устойчив и переходит в россыпи.