Принципы современной классификации минералов кристаллохимическая классификация реферат

Обновлено: 02.07.2024

Классифицировать минералы можно по ряду признаков. Можно выделять минералы по ведущему или характерному элементу, рассматривая, например, минералы, содержащие медь, свинец и т.д. Существуют генетические классификации, в которых выделяют минералы по их происхождению, например, минералы магматические, пегматитовые, скарновые и т.д. Все эти классификации не удовлетворительны по ряду причин, но могут быть использованы как дополнительный справочный материал.

Наиболее распространённой является химическая классификация минералов. В основу выделения групп в этой классификации положен химический принцип. Классифицировать минералы нужно по химическому принципу (по типам химических соединений, по характеру химической связи) с обязательным учётом структурных особенностей минералов. Ниже изложены краткие химические, кристаллохимические и морфологические особенности основных групп минералов.

1. Самородные элементы

В самородном состоянии в природе известны около 40 химических элементов, но большинство из них встречается очень редко табл. 1.

Таблица 1. Минералы - простые вещества и твердые растворы металлов

Золото (Au, Ag, Cu)

Алюминия

Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки. Химически инертные в природных условиях элементы называются благородными; самородное состояние для них является наиболее характерным. К ним относятся золото Au, серебро Ag, платина Pt и элементы группы платины. Очень часто в самородном состоянии встречаются углерод С, сера S и медь Cu.

Реже встречаются так называемые полуметаллы: мышьяк As, сурьма Sb, висмут Bi, иридий Ir. Такие минералы как железо Fe, свинец Pb, олово Sn, ртуть Hg, встречаются как самородные крайне редко и нахождение их представляет лишь научный интерес. Некоторые элементы (хром, алюминий) вообще не встречаются в самородном виде.

Сернистых и аналогичных им минералов насчитывают более 200 видов, но общее содержание их в земной коре невелико и не превышает 0.15%.

С химической точки зрения они являются в основном производными сероводорода H2 S. В некоторых редких минералах место серы занимают Se и Te. По аналогии с сульфидами также выделяют арсениды и антимониды. Во всех этих соединениях широко развиты изоморфные замещения одних элементов другими.

Наибольшее распространение имеют дисульфиды и сульфиды железа, на долю которых приходится около 4/5 всех сульфидов табл. 2. Обычными сульфидами являются сульфиды меди, свинца, цинка, серебра, сурьмы и т.д. В виде изоморфных примесей в состав сульфидов входит целый ряд редких и рассеянных элементов, не образующих самостоятельных минералов.

Таблица 2. Главнейшие минералы – сернистые соединенияи их аналоги

Формула

минерала

Сульфиды за небольшим исключениями имеют металлический блеск, большую плотность и невысокую твёрдость. Встречаются они в виде кристаллов, друз, чаще - в виде сплошных зернистых масс и вкрапленников.

Происхождение сульфидов главным образом гидротермальное, а также магматическое, скарновое и для некоторых экзогенных - осадочное.

При окислении сульфиды разлагаются и легко переходят в различные вторичные минералы: карбонаты, сульфаты, окислы и силикаты, устойчивые в поверхностных условиях.

Сульфиды имеют большое практическое значение - это важнейшие руды свинца, цинка, меди, серебра, никеля и других металлов.

По структурному принципу среди сульфидов можно выделить сульфиды координационной, цепочечной, слоистой и других структур. Так, например, сульфиды можно классифицировать, выделяя структурные мотивы: координационный, островной, цепочечный, слоистый.

Окислы - соединения элементов с кислородом, в гидроокислах присутствует также вода. В земной коре на долю окислов и гидроокислов приходится около 17%, из них на долю кремнезёма (SiO2 ) около 12.5%.

Наиболее распространёнными минералами этой группы являются окислы кремния, алюминия, железа, марганца и титана табл. 3.

Таблица 3. Главные минералы – оксиды

Рутил

Ильменит

В кристаллических структурах минералов класса окислов катионы металлов находятся в окружении анионов кислорода (в окислах) или гидроксила (в гидроокислах). Среди окислов можно выделить простые окислы, в которых отношения между катионами и анионами изменяются в пределах от 2:1 до 1:2 (R2 O, R2 O3 , RO2 ) и сложные окислы, для которых характерны двойные соединения типа RO*R2 O3 .

Происхождение минералов класса окислов различное - магматическое, пегматитовое, гидротермальное, но большинство окислов образовалось в результате экзогенных процессов в верхних слоях литосферы. Многие эндогенные минералы при выветривании разрушаются и переходят в окислы и гидроокислы.

Физические свойства окислов различны: для большинства из них характерна высокая твёрдость. Минералы класса окислов имеют большое практическое значение.

4. Карбонаты и сульфаты

Карбонаты - многочисленная группа минералов, которые имеют широкое распространение. В структурном отношении все карбонаты относятся к одному основному типу - анионы [CO3 ] 2- представляют собой изолированные радикалы в форме плоских треугольников.

Большинство карбонатов безводные простые соединения, главным образом Ca, Mg и Fe с комплексным анионом [CO3 ] 2- . Менее распространены сложные карбонаты, содержащие добавочные анионы (OH) - , F - и Cl - . Среди наиболее распространённых безводных карбонатов различают карбонаты тригональной и ромбической сингоний.Карбонаты обычно имеют светлую окраску: белую, розовую, серую и т.д., исключение представляют карбонаты меди, имеющие зелёную или синюю окраску. Твёрдость карбонатов около 3-4.5; плотность невелика, за исключением карбонатов Zn, Pb и Ba.

Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (HCl и HNO3 ), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого газа.По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические осадки) или осадочно-метаморфические минералы; выделяются также поверхностные, характерные для зоны окисления и иногда низкотемпературные гидротермальные карбонаты.

Сульфаты - соли серной кислоты. Они имеют светлую окраску, небольшую твёрдость, многие из них растворимы в воде.

Основная масса сульфатов имеет осадочное происхождение - это химические морские и озёрные осадки. Многие сульфаты являются минералами зоны окисления, известны сульфаты и как продукты вулканической деятельности.Различают сульфаты безводные, водные и сложные, содержащие кроме общего для всех анионного комплекса [SO4 ] 2- также добавочные анионы (ОН) - .

5. Силикаты и их аналоги

Класс силикатов и их аналогов является самым большим по числу минеральных видов – к нему относится 30% от их общего числа. В целом силикаты и алюмосиликаты слагают около 75 об.% земной коры, при этом наиболее распространены полевые шпаты – на их долю приходится около 40-45 об.% литосферы. За ними по распространенности следуют слюды, пироксены, амфибиолы и гранаты. В соответствии с распространенностью химических элементов главными катионами в силикатах и их аналогах являются K, Na, Ca, Mg, Fe. Значительна также роль алюминия, который, как показали рентгеноструктурные исследования, может выступать как в качестве катиона, так и входить в анионный радикал минералов.

Выявлены следующие черты строения силикатов и их аналогов.

1. Во всех силикатах атомы кремния имеют по отношению к кислороду четверную координацию, они образуют вместе с кислородом, как в кварце, кремнекислородные тетраэдры (SiO4 ) 4- (cм. рис. 1). Связи кремния с кислородом смешанные ионно-ковалентные, с разной степенью ионности в минералах разной структуры и с разными катионами.

2. Кремнекислородные тетраэдры могут быть одиночными, и тогда они соединяются в общей структуре минерала через катионы, но могут и полимеризоваться, образуя различные анионные группировки.

3. Алюминий в силикатах может быть катионом, занимая позиции в октаэдрических пустотах между кислородом, и может входить в тетраэдры (AlO4 ) 5- , занимая в структуре минералов позиции, адекватные с кремнием. Например, в каолините Al2(Si2O5)(OH)4 алюминий является катионом и имеет координационное число шесть, а в микроклине K(AlSi3O8) он входит в анионный радикал минерала. Есть минералы, в которых алюминий представлен и как катион и входит в анионный радикал, например в слюде мусковите KAl2(AlSi3O10)(OH)2.Размер тетраэдров (AlO4 ) 5- и его конфигурация иные, чем у групп (SiO4 ) 4- , характер химических связей также отличен. Поэтому имеется предел замещения Si 4+ Al 3+

Установлено, что в силикатах может замещаться алюминием не более половины кремния в тетраэдрах. Значит, предельны по составу алюмосиликаты типа анортита Ca(Al2Si2O8), нефелина Na(AlSiO4) и т. п.

4. Помимо кремнекислородных анионных радикалов во многих силикатах и алюмосиликатах есть дополнительные анионы - OH - , (CO3 ) 2- ,(SO4 ) 2- ,(S2 ) 2- , (BO3 ) 3- , (P2 O7 ) 4- и др.


Рис. 1. Тетраэдр (SiO4 ) в двух изображениях.

Классификация силикатов и их аналогов производится по их структурам. Так выделяют шесть подклассов: островные, кольцевые, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные.

5.1 Островные силикаты

Среди силикатов это наиболее многочисленный подкласс минералов. Его характерными представителями являются оливин (Mg, Fe)2(SiO4 ), альмандин Fe3 Al2 (SiO4 )3 , гроссуляр Ca3 Al2 (SiO4 )3 , топаз Al2 (SiO4 )F2 , эпидот Ca2 (Al,Fe)(SiO4 )(Si2 O7 )O(OH). Силикаты это подкласса имеют разнообразный состав – это минералы магния, железа, кальция, марганца, титана, алюминия, редких земель, тория, циркония, ниобия и др., ни в одном другом подклассе нет такого разнообразия катионов. К этому подклассу относятся также совсем особые по составу и структуре минералы, очень редкие в природе – это силикофосфаты, в них имеются дополнительные радикалы (P2 O7 ) 4- и (PO4 ) 3- (например, ломоносовит с приблизительной формулой Na5 Ti2 (Si2 O7 )(PO4 )O2 и силикокарбонаты (сперрит Ca5 (SiO4 ) 2 (CO3 ) и др.)).

Кристаллохимическое своеобразие минералов подкласса островных силикатов определяется сочетанием двух факторов: а) присутствием в них орто- и диортогрупп - (SiO4 ) 4- и (Si2 O7 ) 6- , б) большой ролью в их составе катионов октаэдрической координации с радиусом от 0,060 до 0,080 нм (Ti 4+ -0,064; Fe 3+ -0,067; Nb 5+ -0,069; Mg 2+ -0,078; Fe 2+ -0,082 нм, по В. Гольдшмидту), главными из них являются магний и железо. Благодаря такому сочетанию типичных для плотнейшей упаковки её тетраэдрических и октоэдрических полиэдров, структуры островных силикатов наиболее компактны и прочны среди силикатов других подклассов. Кроме перечисленных катионов большую роль, но не во всех, а в некоторых островных силикатах играют относительно крупные катионы восьмерной (и более) координации – Ca 2+ (0,016 нм), Na + (0,098 нм), Ce 3+ (0,018 нм). Их координационные полиэдры несоразмерны с октаэдрами и тетраэдрами. Структура таких минералов, за малым исключением (гроссуляр), менее компактна.

Характерная особенность алюминия в островных силикатах заключается в том, что он всегда занимает октаэдрические позиции и является в этих силикатах катионом. Разнообразие катионов, их разные радиусы и свойства приводят к усложнению кристаллических структур островных силикатов и часто к вхождению в них дополнительных анионов F - и (OH) - . Особенно характерны такие анионы для силикатов, содержащих одновременно группы (SiO4 ) 4- и (Si2 O7 ) 6- и резко различающиеся по металлическим свойствам катионы: Ca 2+ и Ti 4+ (титанит), Ca 2+ и Al 3+ (эпидот), K + , Na + и Ti 4+ (лампрофиллит). Дополнительные анионы характерны также для силикатов, в состав которых входят только группы (SiO4 ) и алюминий в качестве катиона, - топаз Al2 (SiO4 )F2 , кианита Al2 (SiO4 )Oи др.

Перечень главнейших островных силикатов приведен в табл. 4.


Таблица 4. Главные минералы – островные силикаты

В природе минералы образуют закономерные скопления — горные породы. Отметим в начале темы, что в названиях минералов и мономинеральных пород возможно как совпадение, так и несов­падение, например, порода гипс состоит из минерала гипса, порода известняк состоит из кальцита. Минералы принято классифициро­вать по химическому составу и типу кристаллической решетки. Рассмотрим основные классы.

Силикаты

Силикаты — наиболее распространенные в природе минералы. Они занимают 85% земной коры, на них приходится примерно третья часть известных минералов. Они представляют собой либо чистые силикаты, либо алюмосиликаты и в зависимости от крис­таллической решетки делятся на шесть видов — каркасные, сло­евые, ленточные, цепочечные, островные и кольцевые. Эти на­звания хорошо отражают тип кристаллической решетки, а также зачастую внешний облик минералов. Основой структуры силикатов является кремнекислородный тетраэдр — равносторонняя пира­мида, имеющая четыре вершины.

В центре кремнекислородного тэтраэдра располагается атом Si, а в вершинах — атомы кислорода, в итоге получаются радикалы [Si04] 4- , которые могут по-разному сочетаться друг с другом.

Каркасные силикаты образуют в основном крупные кристаллы изометричной формы, т.е. с примерно с одинаковым размером по всем трем направлениям. Островные силикаты дают мелкие кристаллы в зернистых массах, слоевые — плоские, листоватые кристаллы, цепочечные и ленточные — удлиненные кристаллы часто с игольчатым изломом. Названные закономерности выполняются в большинстве случаев, но не всегда. Важное свойство силикатов — превращение в глинистые минералы (тоже силикаты) при хими­ческом выветривании.

Кремнекислородные тетраэдры и примеры их соединений


а — отдельный тетраэдр [Si04] 4- (по одной отрицательной валентности ионы кисло­рода расходуют на связь с ионом Si 4+ , по одной остается свободной); б — схема­тично тетраэдр изображают в виде звезды (черным кружком показан ион Si 4+ , белыми — ионы О 2- ); в — четыре тетраэдра, собранные в кольцо; г — цепочка тет­раэдров

Полевые шпаты — каркасные силикаты с крупными изомет- ричными кристаллами. Разновидности — ортоклаз, микроклин, адуляр, санидин, амазонит, плагиоклазы (альбит, олигоклаз, анде­зин, лабрадор, битовнит, анортит). Это наиболее распространенные в земной коре минералы, главная составная часть магматических и метаморфических пород. В качестве примера приведем формулу альбита: Na[AlSi 3 08].

Нефелин — Na 3 K[AlSiO 4]4 — каркасный силикат, образующий мелкие призматические кристаллы и сплошные сливные массы с жирным блеском. Бесцветный, серый, красноватый. Породообра­зующий минерал магматических пород с повышенным содержа­нием натрия.

Оливин (Mg,Fe) 2 [SiO4] — островной силикат. Распространен в виде мелкокристаллических масс, реже в виде небольших крис­таллов, вкрапленных в породу. Цвет от черного до желто-зеленого.

П ородообразующий минерал основных и ультраосновных магмати­ческих пород.

Пироксен имеет много разновидностей — цепочечные силикаты. Чаще других встречаются авгит и диопсид. Цвет черный, темно­зеленый. Кристаллы короткопризматические, агрегаты сплошные, зернистые. Породообразующие минералы основных и ультра­основных магматических пород. Пример формулы авгита: Ca(Mg, Fe,Ti,Al)[(Si,Al) 2 O6].

Роговая обманка NaCa 2 (Mg,Fe) 4 (Al,Fe)( 0 H,F) 2 [Al 2 Si 6022 ] — лен­точный силикат. Цвет от темно-зеленого до черного. Характерен игольчатый излом и шелковистый блеск. Породообразующий ми­нерал метаморфических и магматических пород (от кислых до ос­новных).

Слюды — слоевые силикаты. Разновидности — биотит, мусковит, серицит и еще около десяти минералов, которые встречаются зна­чительно реже. Составная часть многих магматических и метамор­фических пород, в которых обычно составляет несколько про­центов. В виде мелких частиц может присутствовать в песчано-гли­нистых породах. При выветривании превращаются в глинистые минералы. Пример формулы биотита: K(Mg,Fe) 3 (OH,F) 2 [AlSi 3 O10].

Окислы и гидроокислы

К этой группе минералов относятся кварц, опал, халцедон, лимонит.

Кварц SiO 2 — наиболее распространенный на поверхности земли минерал, представленный в виде песков, песчаников или песчаной и пылеватой фракции в глинистых породах. Изначально имеет маг­матическое или метаморфическое происхождение, присутствует во многих разновидностях данных пород в виде отдельных зерен, кристаллических масс, кварцевых жил. Способен давать красивые удлиненные кристаллы-шестигранники, а также полудрагоценные камни — горный хрусталь, розовый и сиреневый аметист, черный морион, желтый цитрин, дымчатый и молочный раухтопаз, аван­тюрин с блестками.

Опал (Si0 2 * nН 2O ) и халцедон (SiO2) — аморфные окислы и гид­роокислы кремния. Слагаемые породы — кремень, опока, трепел, диатомит, яшмы.

Лимонит, гётит, гидрогётит (Fe 2 O 3 • nН 2 O) — природные окислы и гидроокислы (из-за наличия или отсутствия молекул воды) железа. Слагаемая порода — бурый железняк, встречается до­вольно редко. В древней Руси использовался для получения первых железных изделий, назывался болотным железом. В настоящее время в качестве сырья не используется в связи с наличием более насы­щенных железом руд — гематитов, магнетитов и джеспилитов.

Лимонит широко распространен как примесь, в рассеянном виде, в осадочных породах, залегающих на поверхности — в торфах, в карбонатных и глинистых породах, в песках. Суммарное содер­жание минерала небольшое — до нескольких процентов, но при­сутствие практически повсеместное. Придает песчано-глинистым породам характерный землистый цвет. Присутствие рассеянного лимонита обычно приводит к повышенному содержанию ионов железа Fe 2+ , Fe 3+ в окружающих природных водах.

Карбонаты — соли угольной кислоты. Известно около 80 мине­ралов. Распространенных минералов два — кальцит (СаСO3) и до­ломит (Ca,Mg(CO3)). Эти минералы слагают морские осадочные породы — известняки, доломиты, мергель, мел, а также мрамор, образующийся из пород-карбонатов при метаморфизации.

Кроме того, кальцит может присутствовать в качестве примеси в глинистых породах. В лёссах его содержание достигает 25%.

Сульфаты

Сульфаты — соли серной кислоты. Распространенных минералов два — гипс (CaSO 4 • 2Н 2 O) и безводный гипс — ангидрит (CaSO4). Эти минералы образуют две породы с такими же названиями, как и минералы — гипс и ангидрит. Гипс может присутствовать как при­месь в глинистых породах. В этом случае глины называют загипсо­ванными. С присутствием сульфатных минералов неизбежно связано повышенное присутствие ионов SO 2- , Са 2+ и Mg 2+ в окружающих природных водах, особенно в подземных водах.

Фосфаты

Фосфаты — соли фосфорной кислоты. Распространенных мине­ралов два — фосфорит и апатит (Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,Cl,OH). Минералы обладают примерно одинаковым составом, но фосфорит имеет оса­дочное, а апатит магматическое происхождение. Минерал фосфо­рит может образовывать породу фосфорит и присутствовать в каче­стве небольших прослоев в глинистых породах.

Самородные элементы

Все минералы этого класса довольно редки. Металлы — золото (Аи), серебро (Ag), платина (Pt), медь (Сu). Самородный углерод — графит и алмаз (С), самородная сера (S).

Сульфиды — соединения серы, преимущественно с металлами. Многие представляют собой полезные ископаемые — сырье для производства цветных металлов — CuS, Cu 2 S, (Fe,Ni) 9 S8, ZnS, PbS, HgS, C O3 S 4 и др. При извлечении ценных металлов в проблему пре­вращается удаление серы, которая просто выжигается и выбрасы­вается в заводскую трубу в виде ангидридов SO 2 и SO3. Попутное производство серной кислоты не практикуется.

Пирит (FeS2) — единственный среди сульфидов широко распро­страненный минерал. Встречается в качестве примеси в различных породах, в том числе в глинистых.

Галоиды (галогениды)

Галоиды (галогениды) — хлористые, фтористые, йодистые и бро­мистые соединения. Самый распространенный минерал — галит (NaCl), образующий всем известную породу — каменную соль. Сильвин (КСl) — калийная соль.

Минералы других химических классов относятся преимуще­ственно к надклассу солей кислородных кислот — вольфраматы , молибденаты , ниобаты , арсенаты , хроматы , марганаты , пермарганаты , встречаются значительно реже.

Классифицировать минералы можно по ряду признаков. Можно выделять минералы по ведущему или характерному элементу, рассматривая, например, минералы, содержащие медь, свинец и т.д. Существуют генетические классификации, в которых выделяют минералы по их происхождению, например, минералы магматические, пегматитовые, скарновые и т.д. Все эти классификации не удовлетворительны по ряду причин, но могут быть использованы как дополнительный справочный материал.

Наиболее распространённой является химическая классификация минералов. В основу выделения групп в этой классификации положен химический принцип. Классифицировать минералы нужно по химическому принципу (по типам химических соединений, по характеру химической связи) с обязательным учётом структурных особенностей минералов. Ниже изложены краткие химические, кристаллохимические и морфологические особенности основных групп минералов.

1. Самородные элементы

В самородном состоянии в природе известны около 40 химических элементов, но большинство из них встречается очень редко табл. 1.

Таблица 1. Минералы - простые вещества и твердые растворы металлов

Золото (Au, Ag, Cu)

Алюминия

Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки. Химически инертные в природных условиях элементы называются благородными; самородное состояние для них является наиболее характерным. К ним относятся золото Au, серебро Ag, платина Pt и элементы группы платины. Очень часто в самородном состоянии встречаются углерод С, сера S и медь Cu.

Реже встречаются так называемые полуметаллы: мышьяк As, сурьма Sb, висмут Bi, иридий Ir. Такие минералы как железо Fe, свинец Pb, олово Sn, ртуть Hg, встречаются как самородные крайне редко и нахождение их представляет лишь научный интерес. Некоторые элементы (хром, алюминий) вообще не встречаются в самородном виде.

Сернистых и аналогичных им минералов насчитывают более 200 видов, но общее содержание их в земной коре невелико и не превышает 0.15%.

С химической точки зрения они являются в основном производными сероводорода H2 S. В некоторых редких минералах место серы занимают Se и Te. По аналогии с сульфидами также выделяют арсениды и антимониды. Во всех этих соединениях широко развиты изоморфные замещения одних элементов другими.

Наибольшее распространение имеют дисульфиды и сульфиды железа, на долю которых приходится около 4/5 всех сульфидов табл. 2. Обычными сульфидами являются сульфиды меди, свинца, цинка, серебра, сурьмы и т.д. В виде изоморфных примесей в состав сульфидов входит целый ряд редких и рассеянных элементов, не образующих самостоятельных минералов.

Таблица 2. Главнейшие минералы – сернистые соединенияи их аналоги

Формула

минерала

Сульфиды за небольшим исключениями имеют металлический блеск, большую плотность и невысокую твёрдость. Встречаются они в виде кристаллов, друз, чаще - в виде сплошных зернистых масс и вкрапленников.

Происхождение сульфидов главным образом гидротермальное, а также магматическое, скарновое и для некоторых экзогенных - осадочное.

При окислении сульфиды разлагаются и легко переходят в различные вторичные минералы: карбонаты, сульфаты, окислы и силикаты, устойчивые в поверхностных условиях.

Сульфиды имеют большое практическое значение - это важнейшие руды свинца, цинка, меди, серебра, никеля и других металлов.

По структурному принципу среди сульфидов можно выделить сульфиды координационной, цепочечной, слоистой и других структур. Так, например, сульфиды можно классифицировать, выделяя структурные мотивы: координационный, островной, цепочечный, слоистый.

Окислы - соединения элементов с кислородом, в гидроокислах присутствует также вода. В земной коре на долю окислов и гидроокислов приходится около 17%, из них на долю кремнезёма (SiO2 ) около 12.5%.

Наиболее распространёнными минералами этой группы являются окислы кремния, алюминия, железа, марганца и титана табл. 3.

Таблица 3. Главные минералы – оксиды

Рутил

Ильменит

В кристаллических структурах минералов класса окислов катионы металлов находятся в окружении анионов кислорода (в окислах) или гидроксила (в гидроокислах). Среди окислов можно выделить простые окислы, в которых отношения между катионами и анионами изменяются в пределах от 2:1 до 1:2 (R2 O, R2 O3 , RO2 ) и сложные окислы, для которых характерны двойные соединения типа RO*R2 O3 .

Происхождение минералов класса окислов различное - магматическое, пегматитовое, гидротермальное, но большинство окислов образовалось в результате экзогенных процессов в верхних слоях литосферы. Многие эндогенные минералы при выветривании разрушаются и переходят в окислы и гидроокислы.

Физические свойства окислов различны: для большинства из них характерна высокая твёрдость. Минералы класса окислов имеют большое практическое значение.

4. Карбонаты и сульфаты

Карбонаты - многочисленная группа минералов, которые имеют широкое распространение. В структурном отношении все карбонаты относятся к одному основному типу - анионы [CO3 ] 2- представляют собой изолированные радикалы в форме плоских треугольников.

Большинство карбонатов безводные простые соединения, главным образом Ca, Mg и Fe с комплексным анионом [CO3 ] 2- . Менее распространены сложные карбонаты, содержащие добавочные анионы (OH) - , F - и Cl - . Среди наиболее распространённых безводных карбонатов различают карбонаты тригональной и ромбической сингоний.Карбонаты обычно имеют светлую окраску: белую, розовую, серую и т.д., исключение представляют карбонаты меди, имеющие зелёную или синюю окраску. Твёрдость карбонатов около 3-4.5; плотность невелика, за исключением карбонатов Zn, Pb и Ba.

Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (HCl и HNO3 ), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого газа.По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические осадки) или осадочно-метаморфические минералы; выделяются также поверхностные, характерные для зоны окисления и иногда низкотемпературные гидротермальные карбонаты.

Сульфаты - соли серной кислоты. Они имеют светлую окраску, небольшую твёрдость, многие из них растворимы в воде.

Основная масса сульфатов имеет осадочное происхождение - это химические морские и озёрные осадки. Многие сульфаты являются минералами зоны окисления, известны сульфаты и как продукты вулканической деятельности.Различают сульфаты безводные, водные и сложные, содержащие кроме общего для всех анионного комплекса [SO4 ] 2- также добавочные анионы (ОН) - .

5. Силикаты и их аналоги

Класс силикатов и их аналогов является самым большим по числу минеральных видов – к нему относится 30% от их общего числа. В целом силикаты и алюмосиликаты слагают около 75 об.% земной коры, при этом наиболее распространены полевые шпаты – на их долю приходится около 40-45 об.% литосферы. За ними по распространенности следуют слюды, пироксены, амфибиолы и гранаты. В соответствии с распространенностью химических элементов главными катионами в силикатах и их аналогах являются K, Na, Ca, Mg, Fe. Значительна также роль алюминия, который, как показали рентгеноструктурные исследования, может выступать как в качестве катиона, так и входить в анионный радикал минералов.

Выявлены следующие черты строения силикатов и их аналогов.

1. Во всех силикатах атомы кремния имеют по отношению к кислороду четверную координацию, они образуют вместе с кислородом, как в кварце, кремнекислородные тетраэдры (SiO4 ) 4- (cм. рис. 1). Связи кремния с кислородом смешанные ионно-ковалентные, с разной степенью ионности в минералах разной структуры и с разными катионами.

2. Кремнекислородные тетраэдры могут быть одиночными, и тогда они соединяются в общей структуре минерала через катионы, но могут и полимеризоваться, образуя различные анионные группировки.

3. Алюминий в силикатах может быть катионом, занимая позиции в октаэдрических пустотах между кислородом, и может входить в тетраэдры (AlO4 ) 5- , занимая в структуре минералов позиции, адекватные с кремнием. Например, в каолините Al2(Si2O5)(OH)4 алюминий является катионом и имеет координационное число шесть, а в микроклине K(AlSi3O8) он входит в анионный радикал минерала. Есть минералы, в которых алюминий представлен и как катион и входит в анионный радикал, например в слюде мусковите KAl2(AlSi3O10)(OH)2.Размер тетраэдров (AlO4 ) 5- и его конфигурация иные, чем у групп (SiO4 ) 4- , характер химических связей также отличен. Поэтому имеется предел замещения Si 4+ Al 3+

Установлено, что в силикатах может замещаться алюминием не более половины кремния в тетраэдрах. Значит, предельны по составу алюмосиликаты типа анортита Ca(Al2Si2O8), нефелина Na(AlSiO4) и т. п.

4. Помимо кремнекислородных анионных радикалов во многих силикатах и алюмосиликатах есть дополнительные анионы - OH - , (CO3 ) 2- ,(SO4 ) 2- ,(S2 ) 2- , (BO3 ) 3- , (P2 O7 ) 4- и др.


Рис. 1. Тетраэдр (SiO4 ) в двух изображениях.

Классификация силикатов и их аналогов производится по их структурам. Так выделяют шесть подклассов: островные, кольцевые, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные.

5.1 Островные силикаты

Среди силикатов это наиболее многочисленный подкласс минералов. Его характерными представителями являются оливин (Mg, Fe)2(SiO4 ), альмандин Fe3 Al2 (SiO4 )3 , гроссуляр Ca3 Al2 (SiO4 )3 , топаз Al2 (SiO4 )F2 , эпидот Ca2 (Al,Fe)(SiO4 )(Si2 O7 )O(OH). Силикаты это подкласса имеют разнообразный состав – это минералы магния, железа, кальция, марганца, титана, алюминия, редких земель, тория, циркония, ниобия и др., ни в одном другом подклассе нет такого разнообразия катионов. К этому подклассу относятся также совсем особые по составу и структуре минералы, очень редкие в природе – это силикофосфаты, в них имеются дополнительные радикалы (P2 O7 ) 4- и (PO4 ) 3- (например, ломоносовит с приблизительной формулой Na5 Ti2 (Si2 O7 )(PO4 )O2 и силикокарбонаты (сперрит Ca5 (SiO4 ) 2 (CO3 ) и др.)).

Кристаллохимическое своеобразие минералов подкласса островных силикатов определяется сочетанием двух факторов: а) присутствием в них орто- и диортогрупп - (SiO4 ) 4- и (Si2 O7 ) 6- , б) большой ролью в их составе катионов октаэдрической координации с радиусом от 0,060 до 0,080 нм (Ti 4+ -0,064; Fe 3+ -0,067; Nb 5+ -0,069; Mg 2+ -0,078; Fe 2+ -0,082 нм, по В. Гольдшмидту), главными из них являются магний и железо. Благодаря такому сочетанию типичных для плотнейшей упаковки её тетраэдрических и октоэдрических полиэдров, структуры островных силикатов наиболее компактны и прочны среди силикатов других подклассов. Кроме перечисленных катионов большую роль, но не во всех, а в некоторых островных силикатах играют относительно крупные катионы восьмерной (и более) координации – Ca 2+ (0,016 нм), Na + (0,098 нм), Ce 3+ (0,018 нм). Их координационные полиэдры несоразмерны с октаэдрами и тетраэдрами. Структура таких минералов, за малым исключением (гроссуляр), менее компактна.

Характерная особенность алюминия в островных силикатах заключается в том, что он всегда занимает октаэдрические позиции и является в этих силикатах катионом. Разнообразие катионов, их разные радиусы и свойства приводят к усложнению кристаллических структур островных силикатов и часто к вхождению в них дополнительных анионов F - и (OH) - . Особенно характерны такие анионы для силикатов, содержащих одновременно группы (SiO4 ) 4- и (Si2 O7 ) 6- и резко различающиеся по металлическим свойствам катионы: Ca 2+ и Ti 4+ (титанит), Ca 2+ и Al 3+ (эпидот), K + , Na + и Ti 4+ (лампрофиллит). Дополнительные анионы характерны также для силикатов, в состав которых входят только группы (SiO4 ) и алюминий в качестве катиона, - топаз Al2 (SiO4 )F2 , кианита Al2 (SiO4 )Oи др.

Перечень главнейших островных силикатов приведен в табл. 4.


Таблица 4. Главные минералы – островные силикаты

Минералы сыграли важнейшую роль в развитии человека и создании цивилизации. В каменном веке люди пользовались кремниевыми орудиями труда. Около 10 000 лет назад человек освоил способ получения меди из руды, а с изобретением бронзы (сплава меди и олова) начался новый век - бронзовый.

Содержание работы
Файлы: 1 файл

Тарский филиал.docx

Чтобы охарактеризовать спайность определяют:

  • степень её совершенства;
  • простую форму, по которой кристалл раскалывается;
  • в некоторых случаях указывают угол между плоскостями спайности.

Степень совершенства проявления спайности исследуемого минерала определяется путем ее сопоставления, с данными следующей 5-ступенчатой шкалы:

  1. Спайность весьма совершенная проявляется в способности кристалла расщепляться на тонкие пластинки. Получить излом иначе, чем по спайности в этих кристаллах чрезвычайно трудно (слюда, молибденит).
  2. Спайность совершенная проявляется при ударе молотком в виде выколов, представляющих собой уменьшенное подобие разбиваемого кристалла. Так, при разбивании галита получают мелкие правильные кубики, при дроблении кальцита – правильные ромбоэдры (топаз, хромдиопсид, флюорит, барит).
  3. Спайность средняя (ясная) характеризуется тем, что на обломках кристаллов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям (полевые шпаты, пироксены).
  4. Спайность несовершенная обнаруживается с трудом при тщательном осмотре неровной поверхности скола минерала (апатит, касситерит).
  5. Весьма несовершенная, т.е. практически отсутствует.(кварц, пирит, гранат)

Ряд минералов не имеет спайности (магнетит и т.д.).

При раскалывании минералов, лишенных спайности или обладающих плохой спайностью, возникают незакономерные поверхности излома, который по внешнему облику характеризуется как:

        • раковистый (опал),
        • неровный (пирит),
        • ровный (вюрцит),
        • занозистый (актинолит),
        • крючковатый (самородное серебро),
        • шероховатый (диопсид),
        • землистый (лимонит).
        • сахаровидный(апатит)
        • ступенчатый излом (галенит, галит)

        Для минералов с весьма совершенной и совершенной спайностью чаще наблюдается ровный и ступенчатый изломы.

        Плотность ( удельный вес) минералов

        Плотность минералов измеряется в граммах на см3 (г/см3) и в значениях, у разных минералов, колеблется от 1 (жидкие битумы) до 23 (осмистый иридий). Основная масса минералов имеет плотность от 2,5 до 3,5, что определяет среднюю плотность земной коры в 2,7 - 2,8 г/см3.

        Удельные веса (плотность) минералов определяются в основном двумя способами:

        • Методом вытеснения жидкости, т. е. путем взвешивания образца и измерения объема вытесненной им воды в сосуде. Так называемый весовой метод.
        • Путем определения потери в весе минерала, погруженного в воду (абсолютный вес образца делят на потерю им веса в воде), т.е согласно закону Архимеда.

        Минералы по плотности условно можно разделить на три группы:

        • Легкие, плотность до 3,0 г/см3
        • Средние, от 3,0 до 4,0 г/см3
        • Тяжелые, плотность более 4.0 г/см3

        Агрегатами называют естественные скопления минералов.

        1.Зернистые – сросшиеся зерна минералов;

        2.Плотные- контуры отдельных зерен неразличимы;

        3.Землистые- внешним видом напоминают почву;

        4.Игольчатые, призматические –кристаллы имеют удлиненную форму;

        6.Чешуйчатые- состоящие из легко отделяемых чешуек;

        7.Натечные формы- образуются в результате выделения минералов в твердом виде из раствора в пещерах, пустотах;

        8.Конкреция- характеризуется шарообразной формой и имеет радиально-лучистое внутреннее строение;

        9.Оолиты- шарики небольших размеров, имеющие концентрически-скорлуповатое строение;

        10. Друзы- кристаллы, прикрепленные одним концом к общему основанию;

        11.Дендриты- стеклянное образование, древовидной формы;

        Магнитность. Это свойство характерно для немногих минералов. Наиболее сильными магнитными свойствами обладает магнетит. Минералы обладающие сильным полярным магнетизмом, называются ферромагнитными. Магнитность зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита.

        Хрупкость — это способность минерала разрушаться при механическом воздействии, прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании.

        Ковкость минералов заключается в том, что они могут быть легко расплющены на тонкие пластинки. Пример: самородное золото, медь и т.п.

        Гибкость- это свойство изгибаться, характерное для многих минералов.

        Прочие свойства минералов

        К прочим свойствам минералов относят:

        • Пьезо- и пироэлектрические свойства минералов- это явление, когда под действием давления, вдоль полярной оси кристалла на её концах концентрируются положительные и отрицательные заряды.
        • Растворимость и вкус
        • Запах минералов

        Существует много вариантов классификаций минералов. Большинство из них построено по структурно-химическому принципу. По распространённости минералы можно разделить на: породообразующие — составляющие основу большинства горных пород, акцессорные — часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы, редкие, случаи нахождения которых единичны или немногочисленны, и рудные, широко представленные в рудных месторождениях.

        Наиболее широко используется классификация по химическому составу и кристаллической структуре. Вещества одного химического типа часто имеют близкую структуру, поэтому минералы сначала делятся на классы по химическому составу, а затем на подклассы по структурным признакам.
        Общепринятая в настоящее время кристаллохимическая классификация минералов подразделяет все их на классы и выглядит следующим образом:

        Класс 1.Самородные элементы

        Самородные минералы представляют элементы в химическом свободном состоянии. Сюда относятся металлы- золото, серебро, платина, медь;

        полуметаллы- мышьяк, сурьма, висмут; неметаллы- сера, алмаз, графит (углерод) и пр., а также природные сплавы и амальгамы. Самородные элементы слагают ничтожную часть земной коры и, за исключением углерода и серы, не играют заметной роли в её жизни. Однако для человечества многие из них имеют важное значение.

        Класс 2. Сульфиды

        К этому классу принадлежит свыше трехсот минералов, являющихся главным образом солями сероводородной кислоты H2S. Образование сульфидов в общем связано с процессом остывания под землей расплавленной магмы, в массе которой рассеяны в ничтожной концентрации металлы. Многие металлы в форме летучих и растворенных соединений вместе с водяными парами отделяются от остывающих магм и поднимаются из глубин в верхние зоны земной коры. Благодаря своему сродству с серой эти металлы в виде сернистых соединений(сульфидов) выпадают из горячих водных растворов в разных условиях глубины, температуры и давления, образуя рудные жилы и другие минеральные залежи, и в таком виде становятся доступными человеку.

        Количество месторождений, несущих сульфиды, огромно; они известны на всех континентах и в большинстве стран, но весовое количество их по отношению к весу земной коры ничтожно. Однако в промышленности сульфиды играют большую роль, являясь рудами для получения таких ценных металлов, как ртуть, кобальт, никель, молибден, свинец, медь, цинк, мышьяк, сурьма, висмут и др.

        Сульфиды в присутствии воды и кислорода, т.е. в условия поверхности Земли, окисляются и разлагаются. Серная кислота и некоторые сульфаты, оказывают сильное растворяющее действие на многие рудные минералы и горные породы и этим вызывают перемещение (миграцию) элементов в виде различных кислот и солей с образованием новых минералов. Таким образом возникает зона окисления в верхней, близкой к поверхности части сульфидных рудных тел. Другая часть новых минералов легкорастворима и, вымываясь из руд и пород, частью переносится в реки и моря, частью, мигрируя в почвах, вовлекается в биологический цикл, входит в пищу растений и животных.

        Ниже зоны окисления за счет принесенных сверху растворенных веществ в сульфидных месторождениях может возникнуть зона вторичного обогащения, повышающая экономическую ценность месторождений, в особенности медных.

        Класс3. Окислы и гидроокислы

        К этому классу принадлежат простейшие соединения металлов и других элементов с кислородом, гидроокислом, и водой. Кислород- самый распространенный элемент земной коры, широко представленный также в гидросфере, атмосфере и биосфере. В насыщенной кислородом среде интенсивно протекают процессы образования окислов, и в верхних оболочках Земли, биосфере. Развивается жизнь.

        Главные минералы класса окислов: кварц, магнетит, гематит, лимонит, окислы марганца, хромит, корунд, касситерит, уранинит.

        Сюда относят минералы, являющиеся солями галоидоводородных кислот. В большинстве галоиды легко растворимы, широко рассеяны, обладают невысокой твердостью и светлой окраской.

        Первоисточником их являются магматические эманации, выносящие в виде галогенных соединений огромные количества различных металлов. Главные минералы класса галоидов: флюорит, галит, сильвин, карналлит.

        Класс 5. Карбонаты

        Карбонаты играют очень большую роль в составе и геологической жизни земной коры. Наиболее распространенными являются минерал кальцит. Будучи сравнительно легкорастворимым, кальций переносится в моря, где усваивается организмами и после их гибели накапливается на дне морей в виде кальцита, образуя мощные толщи известняков, широко распространенных пород осадочного генезиса. Карбонаты- обычные компоненты разнообразных минеральных ассоциаций, характерных для поверхностных зон земной коры.

        Класс 6. Сульфаты

        В условиях поверхности Земли, т.е. при обилии кислорода и воды, сульфиды неустойчивы, разлагаются и переходят в соли серной кислоты- сульфаты.

        Многие сульфаты являются растворимыми и только некоторые, как например англезит и барит трудно растворимыми.

        Растворяясь в поверхностных водах, сульфаты переносятся в моря. При высыхании морских лагун сульфатные соли вместе с карбонатами, галоидами и прочими образуют мощные толщи гипсов и ангидритов, ценных для промышленности пород.

        В жизни земной коры соли вольфрамовой кислоты не играют значительной роли, однако в технике их значение очень велико. Прибавка вольфрама вызвала переворот в производстве качественных сталей. Кроме того, вольфрам входит в состав особо твердых сплавов.

        Фосфаты-соли и эфиры фосфорных кислот, основное применение — фосфорные удобрения. Фосфаты широко используются в синтетических моющих средствах для связывания ионов кальция и магния. Важное место фосфаты занимают и в биохимии, а именно в синтезе множества биологически активных веществ, а также в энергетике всех живых организмов.

        Относятся соли борных и полиборных кислот. Соединения бора легко подвижны, они отделяются от магматических расплавов и далеко продвигаются в толщи пород кровли. Бор используется в металлургии для получения сверхтвердых сплавов, в химии, медицине.

        Класс 10. Силикаты

        Этот класс включает наибольшее количество минеральных видов; их насчитывается свыше тысячи. Силикаты составляют 75-80% веса земной коры. Многие силикаты являются породообразующими минералами, многие сами по себе являются полезными ископаемыми (асбест, каолин, полевые шпаты и др.) или драгоценными и поделочными камнями( изумруд, топаз, нефрит и др.).

        Химический состав и структура силикатов обычно сложны. Силикаты довольно устойчивы на поверхности земли, но, постепенно разрушаясь механически, они изменяются химически: теряют отдельные компоненты, вступают в соединения с водой, переходят в минералы группы глин и в виде этих минералов являются более устойчивыми в условиях поверхности.

        Продукты разрушения силикатных горных пород в виде глин и песка сносятся в моря, на дне которых они отлагаются, образуя слои рыхлых осадков. Эти осадки опускаются иногда на значительные глубины- 5-20км, в других же случаях, даже на малых глубинах, подвергаются действию тепловых потоков, идущих с больших глубин Земли. И в условиях повышенной температуры и давления уплотняются, перекристаллизовываются и превращаются снова в породы с составом минералов, устойчивым в условиях большой глубины.

        Существует несколько классификаций минералов. Для решения инженерно-геологических задач используются следующие систематики:

        – по распределению минералов (количественному содержанию и частоте встречаемости в земной коре) минералы делятся на две группы: редкие и породообразующие. В табл.4 (с.47, графа 3) приведена информация о видах и распространённости некоторых типичных представительней минералов.

        – Согласно генетической классификации, минералы разделяются по способу образования, при этом учитываются их физические свойства и внешние признаки (гл. 2.2.1.2).

        – В кристаллографической классификации за основу принята внешняя форма минералов. Военный учёный, акад. А.В. Гадолин в 1867 г. математически доказал и вывел 32 точечные группы симметрии кристаллов и получил за неё в 1868 г. Ломоносовскую премию.

        – В основе кристаллохимической классификации лежат внутренняя структура и химический состав минералов. Эта классификация наиболее полно отражает свойства минералов, условия их образования в природе и является основной.

        Согласно кристаллохимической классификации, все минералы делятся на 10 основных классов: I – силикаты; II – карбонаты; III – оксиды; IV – гидроксиды; V – сульфиды природные; VI – сульфаты; VII – галоиды; VIII – фосфаты; IX – вольфраматы; X – самородные элементы. Ниже – краткое описание этих классов, в частности, сведения по дефиниции (истолкованию), распространённости, растворимости, роли и значимости для строительной и иной промышленной отрасли, а также их особенностях.

        Силикаты (лат. silex – кремень) – соли кремниевых кислот nSiO2·mH2O. Сложные соединения, в состав которых входят Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, O, H и др. элементы, образующие кристаллические решётки с основным элементом в виде кремний-кислородного тетраэдра SiO . Чрезвычайно широко распространены полевые шпаты, слюда, глины, асбест (хризотил), тальк, гранит, гнейс, базальт, изумруд, топаз, аквамарин и др. Силикаты подразделяются на 10 характерных групп, одна из которых – группа амфиболов, включающая хризотил-асбест, расщепляющийся на волокна диаметром 0,1 мк. Эти волокна канцерогенны и небезопасны в производстве, применении и эксплуатации асбестовых материалов и изделий. Асбоцементные материалы и изделия требуют особых мер защиты при производстве, эксплуатации и ликвидации.

        Карбонаты – соли угольной кислоты H2CO3. Распространены они широко, преимущественно в осадочных скальных породах (кальцит (спартаит), магнезит, доломит, малахит). Широко используются в строительстве как естественные строительные материалы, добываемые в карьерах 6 , и перерабатываемые в щебень, каменную крошку, дроблёный песок и минеральный порошок. Не менее широко карбонаты применяются в заводском производстве искусственных строительных материалов: гидравлических вяжущих веществ (цементов разных типов), наполнителей, сухих строительных смесей 7 . Относятся к карстующимся малорастворимым породам.

        III. Оксиды – соединения химических элементов с кислородом О2. Формируются в условиях экзогеных процессов минералообразования. Распространены повсеместно. Примеры: кварц, корунд, гематит, шпинель. Используются в металлургии, стекольной и фарфоровой промышленности, а также в оптике, при изготовлении ювелирных и художественных изделий, пьезоэлектрических датчиков 8 , абразивных изделий (точильные круги, наждаки и пр.).

        IV. Гидроксиды – минералы, содержащие водные оксиды металлов. Представляют собой осадочные породы морских водоёмов: опал, лимонит, гётит, гидрогётит. Имеют локальное распространение и используются в составе трепела, опоки, наполнителей, а также для производства краски – железной охры.

        V. Сульфиды природные – соли сероводорода 9 H2S в виде сернистых соединений металлов и некоторых полуметаллов. Обнаруживают себя в магме, в зоне вторичного обогащения, в осадочных породах, а также в метеоритах и образцах, доставленных с Луны. Составляют основу руд цветных и редких металлов в соответствующих месторождениях. Наиболее известны руды металлов: пирит (серный колчедан), халькопирит, сфалерит, киноварь, галенит и др. для производства серной кислоты, меди, цинка, ртути, свинца.

        В поверхностных отложениях земной коры сульфиды и их аналоги с элементами только I и II групп таблицы Д.И. Менделеева (Li, K, Na, Ba) являются растворимыми, а с элементами III…VIII групп (As, Mo, Bi, Fe) – нерастворимыми. Руды в таких отложениях отличаются неустойчивостью, легко разрушаются и окисляются с переходом в легкорастворимые сульфаты. Неудивительно, что месторождения сульфидов предрасположены к карстопроявлениям сульфидного типа, что наблюдается на территории юго-восточной окраины Башкортостана 10 .

        VI. Сульфаты – соли серной кислоты H2SO4. Распространённость довольно частая. Относятся к типичным минералам осадочных образований (гипс, ангидрит, барит, мирабилит). Являются основным сырьём для получения воздушного вяжущего (строительного и формовочного) гипса, а также ангидритового цемента, включающего 10…20 %-ные добавки (медный купорос, известь, доменный шлак). Сульфаты слагают толщи растворимых карстующихся пород, требующих повышенного внимания, чем при наличии, к примеру, в толщах земной коры карбонатных пород. Растворимость сульфатов изменяется в широком диапазоне в зависимости от минерального состава, дисперсности и скважности (гл. 4.4.3).

        VII. Галогены – соли соляной кислоты HCl. Составная часть осадочных пород (галит, карналлит, сильвин, сильвинит, флюорит). Используется в пищевой промышленности (галит), в химической промышленности (сильвин), в металлургии, оптике, для получения эмалей и цветных стёкол (флюорит). Обладают хорошей растворимостью.

        VIII. Фосфаты – соли ортофосфорной кислоты H3PO4. В природе встречаются соли метафосфорных кислот, имеющих общую формулу HnPnO3n, где n может принимать значения от 3 до 8. В основном, эти кислоты не выделены в свободном состоянии, известны в виде смесей, в водных растворах или в виде соответствующих солей. Распространение ограниченное. Основной представитель – апатит, разрабатываемый для получения удобрений, фосфора (г. Апатит), в т.ч. для спичечной промышленности.

        IХ. Вольфраматы – соли вольфрамовой кислоты H2WO4. Распространённость небольшая. Представлены такими минералами, как вольфрамит и шеелит. Оба минерала добываются как руда. Незаменимы в электротехнике, в режущих и буровых инструментах. Вольфрам отличается очень высокой плотностью 19,3 г/см³, тугоплавкостью (3400 ºС), твёрдостью и износоустойчивостью. Вольфрамат натрия используют в производстве пигментов. Вольфрамат кальция, бария, магния – люминофоры.

        В табл. 4 приведены справочные сведения о 10 перечисленных выше классах минералов, в т.ч. информация о количестве видов, распространённость (в % массы земной коры), типичные представители и химическая формула.

        Читайте также: