16. Общая характеристика минералов группы карбонатов. Подробно кальцит и сидерит.394

Анион [СО3]2– способен давать более или менее устойчивые соединения с катионами двухвалентных металлов, обладающими средними и большими ионными радиусами. Число таких металлов невелико. Главнейшие из них Mg, Fe, Zn Mn, Ca, Sr, Pb, Ba, а также Cu, Zn, Mn и др. с дополнительными анионами [ОН]1– и Cl1–. Близкие к ним по размерам одновалентные катионы (Na, К, NH4) могут образовывать безводные карбонаты лишь при условии, если вместе с ними в кристаллическую структуру входит катион Н1+, т. е. в виде кислых солей. Водные карбонаты характерны и для катиона Mg2+, вообще склонного к гидратации в водных средах.

Карбонаты трехвалентных металлов известны для редких земель с дополнительным анионом F1–. Из числа малых трехвалентных катионов в карбонатах изредка встречается лишь Аl3+ и то в виде двойных и притом водных солей в сочетании с двухвалентными металлами (Cu, Pb). Карбонатов четырех_ и пятивалентных металлов не существует. Шестивалентный уран дает редкий безводный карбонат с добавочным анионом О2– — UO2(CO3) (рёзерфордит). Остальные известные карбонаты урана являются водными. Из особенностей физических свойств карбонатов отметим следующие.

Твердость безводных карбонатов никогда не бывает высокой. Обычно она колеблется от 3 до 5. Растворимость карбонатов в воде повышенная. Особенно это свойственно карбонатам щелочей и бикарбонатам тех элементов, катионы которых обладают либо относительно малыми ионными радиусами (например, Mg2+, Co2+), либо, наоборот, очень большими размерами (например, Ва2+). Карбонат Cu2+ встречается только в виде основных солей, что связано, очевидно, с особенностями строения самого катиона. Этим же, вероятно, объясняются и интенсивные окраски карбонатов меди в зеленый и синий цвета. Все остальные карбонаты либо бесцветны, либо окрашены в бледные тона. Из оптических свойств для карбонатов очень характерным является весьма высокое двупреломление (Ng–Np), обусловленное плоской формой аниона СО3. Среди минералов этого класса мы прежде всего должны различать безводные и водные карбонаты. Среди тех и других выделим соответствующие группы по типам изоструктурных химических соединений. Остальные карбонаты, представленные единичными минеральными видами, сгруппируем по катионам.

КАЛЬЦИТ — Са[СО3]. Синоним: известковый шпат. Разновидности по изоморфным примесям представлены очень широко. Из разновидностей по физическим признакам следует упомянуть об исландском шпате —бесцветной прозрачной разности кальцита.

Химический состав. CaO — 56 %, СО2 — 44 %. Примеси Mg, Fe, Mn (до 8 %), гораздо реже Zn (до 2 %), Sr (стронциокальцит) и др. Сингония тригональная.

Агрегаты. Друзы кристаллов кальцита вместе с другими минералами наблюдаются, как уже указано, в пустотах. Довольно часто встречаются крупнозернистые агрегаты прозрачного или полупрозрачного кальцита с совершенной спайностью отдельных зерен, бросающейся в глаза. Цвет. Большей частью бесцветный или молочно белый, но иногда окрашен примесями в различные (обычно светлые) оттенки серого, желтого, розового, красного, бурого и черного цветов. Блеск стеклянный. Твердость 3. Хрупок. Спайность совершенная по {101–1}. Уд. вес 2,6-2,8,

СИДЕРИТ — Fe[СО3]. От греч. сидерос — железо. Синоним: железный шпат.

Сингония тригональная. Кристаллическая структура аналогична структуре кальцита. Встречающиеся кристаллы чаще имеют ромбоэдрический облик, причем грани ромбоэдра {1011} нередко искривлены, иногда имеют чешуеобразную поверхность, как у доломита, а также

седловидные изгибы.

Агрегаты обычно кристаллически-зернистые: наблюдается также в шаровидных конкрециях (сферосидерит) со скрытокристаллическим или радиально-лучистым строением. Описаны находки

сидерита в землистых массах, натечных, оолитовых и других формах.

Цвет сидерита в свежем состоянии желтовато_белый, сероватый, иногда с буроватым оттенком. При выветривании интенсивно буреет. Блеск стеклянный сильный, до алмазного на плоскостях спайности. Твердость 3,5–4,5. Хрупок. Спайность по {1011} совершенная. Уд. вес 3,9.

Происхождение и месторождения. Сидерит как карбонат закиси

железа вообще может образоваться лишь в восстановительных условиях.

Встречается он в различных генетических типах месторождений.