Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
геология.pdf
Скачиваний:
453
Добавлен:
01.03.2016
Размер:
4 Мб
Скачать
☆

Застосування. Молібденіт — єдине джерело молібдену. Його широко застосовують у металургії, для виготовлення реактивів, у фарбовій промисловості, з молібдену виробляють молібденові добрива (молібдат амонію (NH4)2MoO4 або молібдат натрію

Na2MoO4).

3.7.3. Клас оксидів і гідроксидів

Оксиди — сполуки елементів з киснем; до складу гідроксидів входить також вода. Клас оксидів і гідроксидів об’єднує близько 200 мінералів: кварц, опал, гематит, лимоніт, корунд, боксит, пі- ролюзит та ін. На частку цих мінералів припадає до 17 % усієї ма- си земної кори. Загальна маса одного лише кремнезему становить 12,6 % маси земної кори, а загальна маса оксидів і гідроксидів за- ліза — 3,9 %. Найбільше значення мають оксиди і гідроксиди алюмінію і мангану.

За хімічним складом вільні оксиди поділяють на прості (R2O, R2O3, RO2) і складні, для яких характерні подвійні сполуки типу RO•R2O3, та водні і безводні. Серед них поширений ізоморфізм, який спостерігається між Fe2+, Mn2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Nb3+ і Ta+. Гід- роксиди містять гідроксильні групи (ОН–) або воду (Н2О).

Більшість із цих мінералів мають неметалічний блиск, високу твердість (> 5,5), різноманітний колір, для деяких із них діагности- чною ознакою є колір риски, щільність пов’язана з хімічним скла- дом і тому коливається від 2,3 до 8,2.

Походження мінералів цього класу різноманітне — магматичне, пегматитове, гідротермальне (корунд, гематит, магнетит, кварц та ін.), метаморфічне (кварц, гематит та ін.). Проте більшість із них мають екзогенне походження, тобто утворюються внаслідок вивіт- рювання мінералів ендогенного походження. В умовах кори вивіт- рювання багато з них стійкі, тому накопичуються в розсипищах (ма- гнетит, каситерит та ін.).

Оксиди часто трапляються у вигляді окремих кристалів, зернис- тих, пухких землистих мас, порошкоподібних агрегатів, інколи при- хованокристалічних або колоїдних мас.

Гідроксиди заліза, мангану, алюмінію (лимоніт, боксит та ін.) утворюються в корі вивітрювання і мають вигляд прихованокриста- лічних і колоїдних мас.

Більшість мінералів цього класу є важливими рудами заліза, хрому, мангану, алюмінію, титану, олова, урану та ін. Вони входять до складу мінеральної частини ґрунту і впливають на забарвлення і властивості ґрунтів.

Клас оксидів поділяють на підкласи. Розглянемо найпоширеніші з них: оксиди силіцію, заліза, алюмінію, мангану.

137

Підклас оксидів і гідроксидів силіцію

До цього підкласу входять такі мінерали: кварц SiO2 — кристалічний;

халцедон SiO2 — прихованокристалічний; опал SiO2•nH2O — аморфний.

Кварц SiO2. Походження назви цього мінералу точно не відоме: деякі дослідники вважають, що вона пов’язана з давньо- слов’янським словом twardy — твердий камінь; інші стверджують, що вона походить від німецького слова Querklufterz — руда січних жил.

Хімічний склад, %: Si — 46,7, O — 53,3. Деякі різновиди кварцу є майже хімічно чистими, але часто він містить чимало домішок та окремі вкраплення. Це один з найпоширеніших у земній корі і най- більш вивчений мінерал. Кварц трапляється в багатьох магматич- них, метаморфічних і осадових породах. Це породоутворювальний мінерал.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

7

Спайність................................................

цілком недосконала

Злам.........................................................

раковистий, нерівний

Колір........................................................

різний: від безбарвного до чорного

Риска........................................................

відсутня

Прозорість...............................................

прозорий

Щільність................................................

2,65 г/см3

Залежно від кольору і прозорості розрізняють різновиди кварцу:

гірський кришталь (безбарвний, прозорий), звичайний (білий, мо-

лочно-білий, жовтуватий), аметист (фіолетовий, рожевий, блідо- рожевий), моріон (чорний), раухтопаз (димчастий), хризопраз (зеле- ний), авантюрин (дрібнозернистий, золотистий або червоно-бурий із численними вкрапленнями мікроскопічної луски гідроксидів заліза та лусочок слюди).

Діагностичні ознаки: скляний блиск, велика твердість, відсут- ність спайності, раковистий злам, у кислотах не розчиняється (за винятком фторидної кислоти HF).

Форми виділення. В земній корі представлений окремими крис- талами, друзами, жовнами, зернистими масами.

Походження різне: магматичне, пегматитове, гідротермальне, пневматолітове, метасоматичне, гіпергенне.

Кварц — стійкий проти вивітрювання мінерал, тому його зерна у вигляді уламків накопичуються у великій кількості в пісках різного походження, пісковиках, лесах, глинах.

За фізичного вивітрювання гірських порід кварц руйнується ме- ханічно і перетворюється на кутасті, а в разі перенесення вітром чи водою — на дрібніші округлі уламки.

138

Родовища кварцу знаходяться на Уралі, Алтаї, Кавказі, у Швей- царії, Бразилії, на Мадагаскарі. В Україні кварц трапляється в пе- гматитах на Волині.

Застосовують кварц в оптиці, радіотехніці, в скляній, керамічній промисловості, ювелірній справі.

Кварц — найпоширеніший мінерал ґрунтів. Вільний кварц часто становить 50 – 90 % піщаної фракції. Дрібніші часточки кварцу знаходяться у фракціях великого, середнього і дрібного пилу.

Халцедон SiO2. Назву дав у 77 р. до н.е. Пліній за назвою старо- винного міста Халцедон (Калчедон) на березі Мармурового моря. Це тонкозернистий або прихованокристалічний різновид низькотем- пературного кварцу, або β-кварцу. На 90 – 99 % складається із SiO2, решта — переважно оксиди Fe2O3, Al2O3, CaO, вода.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

восковий, жирний, матовий

Твердість.................................................

6,5 – 7,0

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

різний: сірий, блакитно-жовтий,

Риска

бурувато-жовтий

відсутня

Прозорість...............................................

напівпрозорий або просвічує

Щільність

в тонких краях

2,59 – 2,63 г/см3

Діагностичні ознаки: восковий або жирний блиск, висока твер- дість, прихованокристалічна внутрішня будова, просвічує в тонких краях.

Форми виділення. Має вигляд округлих, гроноподібних мас або скупчень неправильної форми, які заповнюють тріщини і пустоти.

Застосовують у ювелірній справі як напівкоштовний камінь, для різьблення по каменю, виготовлення інших художніх виробів. Сму- гасті різновиди халцедону називають агатом.

Опал SiO2•nH2O. Назва походить від давньоіндійського (санск- рит) слова «ýпалас» — коштовний камінь.

Аморфний різновид кремнезему з несталим вмістом води (від 1 до 4 %), часто містить домішки CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

матовий, восковий, скляний

Твердість

до смоляного

5,5 – 6,5

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

нерівний, раковистий

Колір........................................................

від безбарвного до жовтого,

Риска

оранжевого, зеленого, чорного

відсутня

Прозорість...............................................

напівпрозорий або просвічує

Щільність

в тонких краях

1,9 – 2,3 г/см3, крихкий

139

Діагностичні ознаки: характерний скляний або восковий блиск, на відміну від халцедону має меншу твердість, раковистий злам, крихкий. У разі нагрівання в пробірці виділяє воду.

Різновиди поділяють за кольором: звичайний опал (білий), молоч-

ний (білий з кольоровими відтінками), вогняний (яскраво-червоний, жовтий), празопал (яблунево-зелений), благородний (гра кольорів переважно блакитного, зеленого, фіолетового), восковий (восково- жовтий) та ін.

Форми виділення. Трапляється у вигляді натічних склоподібних форм, жовен, псевдоморфози по дереву. Часто є цементувальною речовиною.

Походження екзогенне — утворюється внаслідок вивітрювання силікатів, алюмосилікатів. Велика кількість опалової речовини фо- рмується біогенним шляхом під впливом життєдіяльності організ- мів, що мають силіцієвий скелет. Гідротермальне походження опалу пов’язане з діяльністю гейзерів і гарячих джерел, що сприяють утворенню кременистих відкладів.

У корі вивітрювання з часом опал втрачає воду і переходить у халцедон, а потім у вторинний кварц:

SiO2•nH2O → SiO2 → SiO2.

Опал

Халцедон

Вторинний

 

 

кварц

(аморфний) (приховано- (криста-

 

кристаліч-

лічний)

 

ний)

 

Найбільші родовища благородних опалів знаходяться в Австра- лії, Угорщині, Чехії і Словаччині. Діатоміту — в Грузії, трепелу — в Поволжі, Калузькій, Курській областях.

Застосовують благородні опали як коштовне каміння. Діатоміти, трепел використовують у будівельній справі, як абразивний матері- ал, а також для термоізоляції. Мінерал ґрунтів.

Підклас оксидів і гідроксидів заліза

Гематит Fe2O3 (червоний залізняк). Назва походить від грецького слова αι̃µα — кров.

Хімічний склад, %: Fe — 70, O — 30, домішки FeO, TiO2, SiO2 та ін.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

металічний, напівметалічний

Твердість.................................................

5,5 – 6,0

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

від червоно-бурого до чорного

Риска........................................................

вишнево-червона

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

5,0 – 5,2 г/см3

140

Діагностичні ознаки: характерні висока твердість, штриховка на гранях, сильний блиск із синюватим відблиском, вишнево-червона риска, відсутність магнітності.

Різновиди гематиту: власне гематит у вигляді пластинчастих кристалів, прихованокристалічний; залізний блиск — тонкопласти- нчасті кристали з металічним блиском; скляна червона головка — у вигляді натічної форми, всередині радіально-променевої будови; червоний залізняк — щільні або пухкі землисті маси червоного кольору.

Форми виділення. Трапляється у вигляді щільних зернистих, щільних або пухких землистих мас, друз.

Походження контактно-метасоматичне, метаморфічне, осадове. У корі вивітрювання піддається гідратації з утворенням мінера-

лів групи лимоніту:

Fe2O3 + nH2O → Fe2O3•nH2O.

Родовища: Криворізьке (Україна), Курська магнітна аномалія, Яковлівське (Білгородська область, Росія). Є родовища у США, Бра- зилії, Індії, Алжирі, КНР.

Застосовують як залізну руду, порошкоподібний різновид — для виготовлення червоної фарби, грифелів червоних олівців.

Магнетит FeO•Fe2O3, або Fe3O4 (магнітний залізняк). За однією з версій назву дав Хайдингер у 1845 р. — за місцем знаходження в Маг- незії (Греція), за іншою — назва походить від грецького µαγνήτης — ма- гніт або магнітний камінь.

Ухімічному відношенні — змішаний оксид заліза: Fe2O3 — 69 %

іFeO — 31 %, Містить також домішки оксидів алюмінію, хрому, ні- келю, силіцію, титану.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

металічний, напівметалічний

Твердість.................................................

5,5 – 6,0

Спайність................................................

недосконала

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

залізно-чорний

Риска........................................................

чорна

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

5,0 – 5,2 г/см3

Діагностичні ознаки: велика твердість, залізно-чорний колір, чо- рна риска, дуже магнітний.

Різновиди магнетиту: титаномагнетит (містить Ті), хромомагне- тит (містить Cr).

Походження контактно-метаморфічне, гідротермальне.

У земній корі зазнає окиснення, переходить у мартит (псевдомор- фози гематиту по магнетиту), а потім гідратації і переходить у різні мінерали групи лимоніту.

Родовища: Криворізьке (Україна), Курська магнітна аномалія, Качарське, Сарбайське (неподалік Кустаная), Першоуральське. Є родовища в США, Бразилії, Індії.

141

Застосовують як залізну руду.

Лимоніт Fe2O3•nH2O (бурий залізняк). Назва мінералу походить від грецького слова λειµών — лука.

У хімічному відношенні є неоднорідною речовиною несталого складу, тому що кількісне співвідношення між Fe2O3 і H2O різко змінюється. Залежно від вмісту води серед водних гідратів оксидів заліза розрізняють такі різновиди:

гетит Fe2O3•H2O (1 : 1) гідрогетит 3Fe2O3•4H2O (3 : 4) лимоніт 2Fe2O3•3H2O (2 : 3) лимніт Fe2O3•3H2O (1 : 3)

Найстійкішим гідратом оксиду заліза є гетит, який містить

89,89 % Fe2O3 і 10,11 % H2O.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

напівметалічний, тьмяний

Твердість.................................................

1,0 – 5,5

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

раковистий, землистий

Колір........................................................

від іржаво-бурого до бурого і чорного

Риска........................................................

бура, іржаво-бура

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

3,3 – 4,0 г/см3

Діагностичні ознаки: під час нагрівання виділяє воду, незалежно від кольору риска завжди бура.

Різновиди лимоніту: бура склиста головка — сферична натічна форма з блискучою поверхнею чорного або темно-бурого кольору; оолітовий бурий залізняк — темно-бурого або жовто-бурого кольору, складається зі скупчення дрібних концентрично-шкаралупчастих коржиків, кульок; бурий залізняк — землисті, пухкі і щільні різно- види вохристо-жовтого і чорного кольору.

Форми виділення. Трапляються землисті маси, щільні або натіч- ні маси, конкреції, ооліти, «бобова руда», різноманітні псевдоморфо- зи по інших мінеральних речовинах — піриту, марказиту, сидериту та органічних рештках.

Походження екзогенне (утворюється внаслідок вивітрювання мі- нералів, які містять залізо) та осадове (хімічне і біохімічне). Такі осади спостерігаються на дні озер та узбережжях морів.

Гідроксиди заліза можуть утворюватися і в ґрунтах під час вивіт- рювання мінеральної частини ґрунту, тоді їх вважають новоутво- реннями.

У корі вивітрювання зазнає дегідратації з утворенням гематиту: Fe2O3•nH2O –пН2О Fe2O3.

Родовища знаходяться в Криму, на Уралі, в Казахстані, на Кубі, у Франції, Люксембурзі.

142

Застосовують як руду для добування заліза.

Гідроксиди заліза можуть входити до складу аморфних речовин колоїдної фракції ґрунту й істотно впливати на фізичні, фізико- хімічні властивості і вбирну здатність ґрунтів, а також на їхнє за- барвлення.

Підклас оксидів і гідроксидів алюмінію

Корунд Al2O3. Назву дав Гревиль у 1798 р. за назвою мінералу від давньоіндійського (санскрит) kauruntaka — наждак.

Хімічний склад, %: Al — 52,2, O — 47,8, часто містить домішки

Cr, Fe, Ti, Mn.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний до алмазного

Твердість.................................................

9,0

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

нерівний

Колір ............................................................

блакитний, сірий, синій, бурий, червоний

Риска........................................................

відсутня

Прозорість...............................................

звичайний — непрозорий, сапфір,

Щільність

рубін — прозорі

3,9 — 4,1 г/см3

Діагностичні ознаки: велика твердість, форма кристалів пірамі- дальна і діжкоподібна, відсутність спайності, в кислотах, лугах не розчинний.

Різновиди корунду: рубін — червоний, сапфір — синій, наж- дак — темний, лейкосапфір — безбарвний.

Форми виділення. Трапляється у вигляді кристалів, суцільних зернистих агрегатів.

Походження магматичне, контактно-метаморфічне, пегматитове. У корі вивітрювання стійкий.

Родовища відкрито на Уралі, у Свердловській області (родовище Косий Брід), в Якутії, Казахстані, США, Греції, Азії, Таїланді, Індії, Верхній Бірмі.

Застосовують рубін і сапфір як коштовне каміння, звичайний ко- рунд і наждак — як вогнетривкі та абразивні матеріали, прозорі різновиди — в точному приладобудуванні.

Боксит Al2O3•nH2O. Назва мінералу походить від назви містечка Бо на півдні Франції, де його вперше було знайдено.

За хімічним складом — кристалогідрат глинозему, тобто Al2O3•nH2O з домішками Fe, Si, Ti. Неоднорідна речовина з неста- лими фізичними властивостями, тому його можна розглядати не як мінерал, а як гірську породу, до складу якої входять гідроксиди алюмінію (діаспор, гідраргіліт, беміт) і домішки каолініту, кремне- зему, оксидів заліза.

143

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

матовий

Твердість.................................................

1,0 – 3,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

червоний, сірий, жовтий, білий

Риска........................................................

світла з різними відтінками,

Прозорість

відповідає кольору мінералу

непрозорий

Щільність................................................

2,5 – 3,5 г/см3

Діагностичні ознаки: землисті, глиноподібні та каменисті скуп- чення темно-червоного кольору, з водою пластичної маси не утво- рює, на відміну від каоліну пісний на дотик.

Різновиди: діаспоровий, гідраргілітовий, залізистий, кремнисто- глинистий.

Походження: залишкові боксити, утворились внаслідок латерит- ного вивітрювання; осадові боксити платформеного типу — озерні, озерно-болотні, карстові; осадові боксити геосинклінального типу — прибережноморські.

Родовища є на Північному Уралі («Червона Шапочка»), у Ленін- градській області («Тихвінське»), в Комі, Сибіру.

Застосовують як алюмінієву руду. Мінерал ґрунтів.

Підклас оксидів і гідроксидів мангану

Піролюзит MnO2. Назва походить від грецьких слів πΰρ — вогонь і λΰσίς — миття; знищувальний, руйнівний.

Хімічний склад, %: Mn — 63,2, O — 36,8, є домішки Fe2O3, SiO2,

H2O.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

напівметалічний

Твердість.................................................

5,0 – 6,0

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

чорний із синюватою мінливістю

Риска........................................................

чорна

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

4,7 – 5,0 г/см3

Діагностичні ознаки: чорний колір, чорна риска, невелика твер- дість, напівметалічний блиск. Розчиняється в соляній кислоті з ви- діленням хлору.

Форми виділення. Трапляється у вигляді суцільних кристаліч- них та аморфних мас, а також різних натічних форм.

Походження екзогенне в процесі вивітрювання мінералів та порід, що містять манган, осадове — в прибережних частинах во- дойм.

144

Родовища є в Нікополі (Україна), Чиатурське (Грузія), в Індії, Гані, Бразилії.

Застосовують як манганову руду, у сталеливарній промисловості як добавку при виплавлянні сталі, для знебарвлення скла, забруд- неного залізистими сполуками.

У сільському господарстві використовують як мікродобриво. Найефективніші манганові мікродобрива на ґрунтах бідних на роз- чинну форму цього металу (дерново-підзолисті піщані і супіщані ґрунти на вапняках і мергелях). У нейтральних і слабколужних ґрунтах манган міститься у сполуках у формі катіонів Mn3+ i Mn4+, тому він мало розчинний у воді і малодоступний для рослин. У кис- лих ґрунтах він входить до складу сполук як катіон Mn2+, тому добре доступний для рослин.

Псиломелан MnO•MnO2•nH2O. Назва походить від грецьких слів ψιλός — лисий і µέλας — чорний (так звана чорна скляна голова).

Склад мінералу невизначений, наближається до MnO2. Манган у псиломелані знаходиться в різних ступенях окиснення і різних кі- лькостях. Вміст води в мінералі досягає 10 % і більше. Як домішки до його складу входять SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, BaO, Na2O, K2O, CoO.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

металоподібний

Твердість.................................................

4,0 – 6,0

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

раковистий, землистий

Колір........................................................

чорний, бурий, сірий з відтінками

Риска........................................................

бурувато-чорна

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

4,0 – 4,7 г/см3

Діагностичні ознаки: бурувато-чорна, коричнево-чорна риска. Різновиди: вад — пухкі, землисті маси з малою твердістю; абсо-

лан — містить домішки кобальту.

Форми виділення. Трапляється у вигляді прошарків, натічних форм.

Походження екзогенне у разі окиснення різних мінералів, які мі- стять манган, та манганових руд, а також осадове — у водних ба- сейнах.

Родовища є в Нікополі (Україна), на Уралі (Росія), в Казахстані (Джездинське), Грузії (Чиатурське).

Застосовують вад як манганову руду, абсолан — як кобальтову руду. В сільському господарстві — як руди, що містять мікроелеме-

нти Mn і Co.

145

3.7.4. Клас солей кисневмісних кислот Підклас карбонати

Карбонати — солі карбонатної кислоти. Відомо близько 80 видів карбонатів, маса яких у земній корі становить 1,7 %. Найпоширені- шими є безводні прості карбонати кальцію, мангану, заліза. В зем- ній корі також трапляються карбонати натрію, барію, стронцію, мі- ді, свинцю і цинку. Менш поширені складні карбонати, що містять

додаткові аніони: ОН–, Cl–, SO24−, PO34−. Серед карбонатів часто

трапляється ізоморфізм.

Карбонати мають переважно світлий колір: білий, сірий, роже- вий та інші за винятком карбонатів міді, які мають зелений і синій кольори. Твердість їх становить 3,0 – 4,5, щільність невелика за ви- нятком карбонатів цинку, свинцю, барію.

Для карбонатів характерна реакція з розбавленим розчином (10%-м) HCl, в результаті якої виділяється СО2. Ця реакція залежно від виду карбонату може відбуватися на холоді або за нагрівання.

Карбонати мають велике практичне значення для промисловості і сільського господарства.

Карбонати кальцію CaCO3 і магнію MgCO3 є важливими складо- вими частинами таких ґрунтотворних порід як леси і лесоподібні суглинки.

Кальцит CaCO3 (вапняковий шпат). Назва кальциту походить від латинського слова сalcium — кальцій, або сalcis — вапняк, вап- няковий камінь.

Хімічний склад, %: СаО — 56, СО2 — 44. Як домішки можуть міс- титися FeCO3, MnCO3 та ін.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, інколи перламутровий

Твердість.................................................

3

Спайність................................................

досконала в трьох напрямках

Злам.........................................................

ступінчастий

Колір........................................................

безбарвний або світлий з відтінками

Риска........................................................

біла

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий, непрозорий

Щільність................................................

2,6 – 2,8 г/см3

Діагностичні ознаки: низька твердість, досконала спайність, бурхливо реагує з холодним розчином (10%-м) HCl з виділенням СО2 (кипить):

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2CO3;

H2CO3 → H2O + CO2↑.

Різновиди: ісландський шпат — прозорий; паперовий шпат — листуватий; звичайний кальцит — зернистий; перли відкладаються всередині черепашок деяких молюсків.

146

Форми виділення. Трапляються двійники, друзи, суцільні зерни- сті, землисті, прихованокристалічні маси, натічні утворення (стала- ктити, сталагміти).

Походження гідротермальне, метаморфічне, осадове (біогенне, хімічне).

Поклади кальциту виявлено в Росії, Середній Азії, Криму, Дон- басі, Італії, Ісландії.

Застосування. Вапняк застосовують у будівництві, хімічній, цук- ровій, металургійній промисловості, ювелірній справі. В сільському господарстві його використовують для вапнування ґрунтів і як ком- понент інсектицидів, ним білять стовбури дерев.

Кальцит — один із найпоширеніших мінералів ґрунтів, який значною мірою впливає на процеси структуроутворення і форму- вання родючості ґрунтів. На карбонатних ґрунтотворних породах в умовах помірного клімату під трав’янистою рослинністю формують- ся найродючіші ґрунти — чорноземи.

Арагоніт CaCO3. Назву дав А.Г. Вернер у 1796 р. за назвою міс- цевості Арагон в Іспанії.

Хімічний склад, %: CaO — 56, СО2 — 44, інколи містить домішки стронцію, свинцю, зрідка — цинку.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, жирний

Твердість.................................................

3,5

Спайність................................................

недосконала

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

білий, жовтувато-білий,

Риска

світло-зелений, фіолетовий

біла

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

2,95 г/см3

Діагностичні ознаки: від кальциту різниться відсутністю спайно- сті, більшою твердістю. При нагріванні з Со(NO3)2 порошок арагоні- ту забарвлюється в фіолетовий колір, порошок кальциту майже не змінює кольору або забарвлюється в синюватий чи зеленкуватий колір у разі тривалого кип’ятіння.

Форми виділення. Трапляються друзи, голчасті, радіально- променеві агрегати, натічні утворення, ооліти.

Походження переважно гіпергенне і гідротермальне. Утворюєть- ся з гарячих кальційвмісних карбонатних вод (кальцит із холод- них), а також у корі вивітрювання під час вивітрювання гірських порід і в зоні окиснення рудних родовищ.

У корі вивітрювання менш стійкий, ніж кальцит і з підвищенням температури переходить у кальцит.

Поклади знайдено в Узбекистані, Чехії, Сицилії. В земній корі менш поширений, ніж кальцит.

147

Застосовують як і кальцит, а також для виготовлення прикрас і витворів мистецтва.

Магнезит MgCO3. Назва походить від грецької назви Магнесія — області Фесалії — великої країни Греції, оточеної з усіх боків гора- ми, що колись за переказом була озером.

Хімічний склад, %: MgO — 47,6, CO2 — 52,4, містить домішки FeCO3, CaCO3, MnCO3 та ін.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, матовий

Твердість.................................................

4,0 – 4,5

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

нерівний, раковистий

Колір

у фарфороподібних різновидів

білий з різними відтінками

Риска........................................................

біла

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

2,9 – 3,1 г/см3

Діагностичні ознаки: на відміну від кальциту має більшу твер- дість, з HCl реагує під час нагрівання, від крейди і каолініту різ- ниться більшою твердістю.

Форми виділення. Грубозернисті мармуро- чи крейдоподібні аморф- ні маси.

Походження гідротермальне, метасоматичне.

Родовища магнезиту є в Росії (Урал, Іркутська область), у Китаї, Австрії, Канаді, США.

Застосовують магнезит для виробництва вогнетривкої цегли, ме- талічного магнію, цементу. На кислих легких ґрунтах — як магній- вмісне добриво.

Доломіт CaCO3•MgCO3 (магнезіальний шпат). Назву дав Н.Т. Соссюр у 1792 р. на честь французького хіміка Д. Долом’є (1750 – 1801), який відкрив доломіт.

Хімічний склад, %: СаО — 30,4, MgO — 21,7, CO2 — 47,9; Сa і Mg

часто заміщуються на Fe і Mn, рідше — на Co і Zn.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, перламутровий

Твердість.................................................

3,6 – 4,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

ступінчастий

Колір........................................................

білий, зеленкуватий, сірий, чорний

Риска........................................................

біла

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

2,8 г/см3

Діагностичні ознаки: у порошкоподібному стані «кипить» від до- давання HCl, у твердому стані — від додавання гарячої HCl.

Форми виділення. Зернисті, землисті маси. Походження осадове (хімічний осад), гідротермальне.

148

Родовища знаходяться на Уралі, в Донбасі, Середній Азії, Сибі- ру, Кавказі.

Застосовують як будівельний матеріал, у цементній промислово- сті, як агрономічну руду для вапнування кислих ґрунтів. Доломіто- ве «борошно» змінює не тільки реакцію ґрунтового розчину, а й на- прямок ґрунтотворного процесу, підвищує забезпеченість рослин кальцієм і магнієм.

Сидерит FeCO3 (залізистий шпат). Назва походить від грецького слова σιδηρίτης — залізий.

Хімічний склад, %: FeO — 62,1, CO2 — 37,9, як домішки містить CaCO3, MgCO3, MnCO3 та ін.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

3,5 – 4,5

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

горохувато-жовтий, зеленкуватий,

Риска

сірий, бурий

біла, бурувата

Прозорість...............................................

напівпрозорий, прозорий

Щільність................................................

3,7 – 3,9 г/см3

Діагностичні ознаки: після прожарювання стає магнітним, спай- ність досконала, щільність висока. В HCl розчиняється порівняно легко, місце взаємодії мінералу з HCl жовкне внаслідок утворення

FeCl3.

Форми виділення. Зернисті, землисті, щільні маси, інколи у ви- гляді конкрецій.

Походження гідротермальне, метасоматичне, метаморфічне, оса- дове.

У зоні окиснення нестійкий, легко розкладається і переходить у гідрати оксидів заліза з утворенням «залізних капелюхів».

Родовища знаходяться в Росії (Південний Урал — Бакальське), в Австрії, Іспанії, Польщі, Англії, США.

Застосовують як залізну руду.

Малахіт СuCO3•Cu(OH)2. Назва мінералу походить від грецького слова µαλάχη — мальва, що пов’язано з кольором мінералу.

Хімічний склад, %: CuO — 71,9, CO2 — 19,9, H2O — 8,2.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, шовковистий

Твердість.................................................

3,5

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

нерівний, раковистий

Колір........................................................

зелений

Риска........................................................

блідо-зелена

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

4,0 г/см3

Діагностичні ознаки: зелене забарвлення, натічні форми, форми агрегатів, бурхливо реагує з HCl.

149

Форми виділення. Землисті і натічні агрегати.

Походження гіпергенне. Мінерал залягає у верхніх горизонтах земної кори, в зоні окиснення різних мідних родовищ. Малахіт — найстійкіший мідний мінерал на земній поверхні, інші мідні міне- рали внаслідок вивітрювання перетворюються на малахіт.

Родовища знаходяться на Уралі, в Казахстані.

Застосовують малахіт як мідну руду, сировину для фарб, щільні суцільні форми — для виготовлення прикрас і витворів мистецтва. Мідь входить до складу мікродобрив, фунгіцидів (бордоська суміш). Широко застосовують у ветеринарії.

Азурит 2CuCO3•Cu(OH)2 (мідна синька). Назва походить від французького слова azur — блакить, що пов’язано з кольором міне- ралу.

Хімічний склад, %: CuO — 69,2, CO2 — 25,6, H2O — 5,2.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

3,5 – 4,0

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

темно-синій

Риска........................................................

блакитна

Прозорість...............................................

непрозорий, прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

3,7 – 3,9 г/см3

Діагностичні ознаки: синій колір, бурхливо реагує з HCl. Різновиди: мідна синька — землистий різновид. Форми виділення. Землисті і натічні агрегати.

Походження гіпергенне, утворюється в зоні окиснення сульфід- них руд.

Родовища спільні з малахітом. Дуже красиві кристали трапля- ються в Намібії, Франції, США, Англії, Австралії.

Застосовують азурит як мідну руду, сировину для добування си- ньої фарби.

Підклас фосфатів

Фосфати — це мінерали, які є солями ортофосфорної кислоти.

У земній корі налічується близько 350 видів фосфатів. За масою вони становлять 0,7 – 1 % маси земної кори. Переважають сполуки кальцію, магнію, заліза, мангану, алюмінію. Їх поділяють на безво- дні (апатит) і водні (фосфорит, вівіаніт).

Походження фосфатів магматичне, пневматолітове, гідротерма- льне, осадове морське й іноді континентальне.

Найголовніші фосфатні мінерали: хлорапатит — Ca5(PO4)3Cl, фторапатит — Ca5(PO4)3F, гідроксилапатит — Ca5(PO4)3ОН та ін.

Фосфати — агрономічні руди.

150

Апатит Ca5(PO4)3(F,Cl,OH). Назва походить від грецького слова άπάτη — помилкова думка, оскільки цей мінерал тривалий час по- милково вважали іншим.

Розрізняють два його різновиди: фторапатит (хімічний склад, %: CaO — 55,5, P2O5 — 42,3, F — 3,8) і хлорапатит (хімічний склад, %: CaO — 53,8, P2O5 — 41,0, Сl — 6,8).

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, жирний

Твердість.................................................

5

Спайність................................................

недосконала

Злам.........................................................

раковистий, скалкуватий

Колір........................................................

жовто-зелений, білий, блакитний

Риска........................................................

світла

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

3,18 – 3,21 г/см3

Діагностичні ознаки: апатит визначають за формою кристалів (шестигранні призми), твердістю (5), і недосконалою спайністю. Не розчинний у воді, добре розчиняється в кислотах HCl, HNO3, H2SO4.

Походження магматичне, гідротермальне, пневматолітове. В зоні гіпергенезу хімічно стійкий, тому трапляється в розсипищах.

Форми знаходження в природі. Друзи — зернисті, щільні, дріб- нокристалічні, інколи землисті маси.

Найбільші родовища апатиту знаходяться на Кольському півост- рові (Хібінське), в Забайкаллі (Слюдянське), Східному Сибіру (на р. Маме), Південному Уралі. В Україні промислове значення має апатит із габро-анортозитів, карбонатитів, метасамотитів Українсь- кого щита.

Застосовують апатит як агрономічну руду, з нього виробляють суперфосфат, фосфорну кислоту.

Фосфорит Ca5(PO4)3(Cl, F). Фосфорити — поліморфна суміш Ca5(PO4)3(Cl,F) з домішками гіпсу, глини, піску, органічних речо- вин, тобто це гірська порода несталого хімічного і неоднорідного мі- нерального складу, що впливає на її фізичні властивості. Вміст ор- ганічних речовин у складі фосфоритів коливається від 1 до 30 %, вміст фосфору — від 10 до 40 %.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

матовий

Твердість.................................................

2 – 5

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

білий, чорний, жовтий, сірий, бурий

Риска........................................................

сіра

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

2,2 – 3,2 г/см3

Діагностичні ознаки: аморфна будова, під час тертя свіжих ула- мків фосфоритів один об одного з’являється бітумінозний запах, що

151

нагадує запах паленої кістки. Фосфорити майже не розчинні у воді, добре розчиняються в кислотах.

Походження біогенне — в результаті життєдіяльності організмів. Фосфорити утворюють пласти різної потужності (від декількох сан- тиметрів до 15 – 17 м) в товщі глинистих порід, вапняків, піскови- ків. Часто трапляються псевдоморфози по викопних рештках (чере- пашках, кістках тварин).

Форми знаходження в природі. Конкреції, жовна, псевдоморфо- зи, суцільні маси.

Поклади фосфоритів є в Росії, Південному Казахстані. В Україні значне скупчення фосфоритів виявлено в Донецько-Дніпровській западині, а також у Придністров’ї, на Закарпатті, окраїні Донбасу (м. Ізюм) та ін. Великі скупчення фосфоритів відомі в Африці (Ал- жир, Туніс, Марокко), США (штат Флорида).

Застосовують фосфорити як сировину для виробництва фосфор- них добрив або безпосередньо як добрива (після подрібнення) на кислих ґрунтах.

Вівіаніт Fe3(PO4)2•8H2O (синя болотна руда). Названий вівіаніт у 1817 р. на честь англійського мінералога Дж. Вівіана.

Хімічний склад, %: FeO — 43, P2O5 — 28,3, H2O — 27,8, іноді міс-

тить Fe2O3.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

1,5 – 2,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

землистий

Колір........................................................

свіжий мінерал безбарвний, після

 

окиснення стає спочатку синім,

Риска

зеленим, а потім бурим

світла

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

2,58 – 2,68 г/см3

Діагностичні ознаки: має різні відтінки синього кольору, раді- ально-променеві агрегати. Легко сплавляється на паяльній трубці в чорну магнітну кульку, полум’я забарвлює в блакитно-зелений ко- лір. У воді не розчинний, в розчині цитрату амонію розчинність йо- го коливається від 40 до 90 %, розчинний у кислотах.

Форми знаходження у природі. Трапляється у вигляді землистих мас, конкреційних стягнень у глинах у сучасних відкладах разом з органічними рештками: деревиною, що гниє, кістками, у лігніні і торфі, в болотній залізній руді.

Походження екзогенне. Трапляється в торфовищах і залізоруд- них покладах озерного і морського походження.

Поклади вівіаніту відомі в торфовищах Московської та інших об- ластей Росії, високозольних низинних торфовищах переважно на Поліссі України, де залягає шарами до 25 см завтовшки або окре- мими гніздами, в залізних рудах у Криму (поблизу Керчі).

152

Застосовують вівіаніт у сільському господарстві як місцеве фос- фатне добриво (готують торфокомпости), у промисловості для виго- товлення дешевої синьої фарби.

Підклас сульфатів

Сульфати — це солі сірчаної кислоти. До підкласу сульфатів на- лежить близько 260 мінералів: гіпс, ангідрит, барит, мірабіліт та ін. Проте загальна маса їх становить не більше 0,1 % маси земної кори. Переважно ці мінерали є солями натрію, калію, кальцію, магнію, заліза, алюмінію, барію та інших металів. Мінерали цього підкласу здебільшого гіпергенного походження: хімічні озерні і морські оса- ди, продукти окиснення сульфідів, сірки. Відомі сульфати і як про- дукти вулканічної діяльності.

Розрізняють дві основні групи сульфатів: водні і безводні. Внаслідок доброї розчинності багато сульфатів легко перевідкла-

даються. На повітрі вони можуть втрачати воду і переходити в без- водний стан, а в умовах надлишку води або вологи повітря часто переходять у водний стан.

Вони можуть реагувати з розчинами й утворювати різні види но- вих мінералів.

Характерними ознаками сульфатів є неметалічний блиск, мала твердість (2 – 3,5), на відміну від карбонатів у разі змочування роз- бавленим розчином НСl вуглекислий газ не виділяється.

Гіпс CaSO4•2H2O (легкий шпат). Вважають, що назва мінералу походить від арабського слова «гебас» — білий або попелясто-сірий. У грецькій термінології назву γύψος Теофраст застосовував для по- значення крейди і гіпсу.

Типовий мінерал осадових гірських порід, який трапляється у вигляді самостійних покладів, а також у глинах, мергелях, пісках тощо. Хімічний склад, %: СаО — 32,5, SO3 — 46,6, H2O — 20,9.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, перламутровий, шовковистий

Твердість.................................................

2

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

скалкуватий, зернистий, раковистий

Колір........................................................

білий з різними відтінками до бурого

Риска

і чорного

біла

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий, просвічує,

Щільність

непрозорий

2,3 г/см3

Діагностичні ознаки: мала твердість, досконала спайність. Під час нагрівання в пробірці біліє і виділяє воду.

Різновиди: звичайний кристалічний гіпс, листуватий гіпс (мар’їне скло), лускуватий (пінистий) гіпс, зернистий, дрібнокриста- лічний гіпс (алебастр), волокнистий гіпс (селеніт).

153

Форми знаходження в природі. Гіпс значно поширений у приро- ді. У вигляді землистих і щільних скупчень утворює пласти в осадо- вих породах. Трапляються агрегати гіпсу у вигляді друз, щільних зернистих, листуватих, волокнистих мас, двійників, які називають «ластівчин хвіст».

Походження екзогенне (хімічний осад соляних озер, лагун), гі- пергенне (результат гідратації ангідриту, вивітрювання сульфідів і самородної сірки), зрідка низькотемпературне гідротермальне.

Поклади гіпсу поширені в Росії, Казахстані, Туркменії, Узбекис- тані. В Україні промислові поклади гіпсу є на Донбасі, Поділлі, в Чернівецькій та Полтавській областях.

Застосовують гіпс у сільському господарстві для гіпсування соло- нцюватих ґрунтів, а також у різних галузях народного господарства: будівництві, виробництві паперу, фарб, у металургії та ін.

Ангідрит CaSO4. Назву дав А.Г. Вернер у 1804 р. (від ан і грец. υ̃δωρ — безводний) на відміну від інших сульфатів кальцію.

Хімічний склад, %: СаО — 41,2, SO3 — 58,8.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, перламутровий

Твердість.................................................

3,0 – 3,5

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

нерівний, зернистий, раковистий

Колір........................................................

білий з різними відтінками,

Риска

безбарвний

біла, світло-сіра

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

3 г/см3

Діагностичні ознаки: від кальциту різниться більшою щільністю, від гіпсу — більшою твердістю.

Форми знаходження в природі: суцільні дрібнозернисті марму- роподібні, інколи жердинисті маси.

Походження екзогенне. Утворюється внаслідок випадання в осад з морської води за температури понад 42 °С. Якщо у воді розчинена зна- чна кількість NaCl і MgCl2, ангідрит може відкладатися за температу- ри 20 – 30 °С. Частково може утворюватися під час дегідратації гіпсу.

У земній корі за нормального тиску і наявності води ангідрит пе- реходить у гіпс зі збільшенням об’єму на 30 %.

Поклади ангідриту пов’язані з родовищами солей морського по- ходження. Значні поклади знаходяться в Росії, Німеччині, Індії, США, Україні (Артемівське).

Аналогічно гіпсу ангідрит застосовують для хімічної меліорації солонців і солонцюватих ґрунтів, у будівництві.

Барит BaSO4 (важкий шпат). Назва походить від грецького слова βαρύς — важкий (через велику щільність).

Хімічний склад, %: BaO — 65,7, SO3 — 34,3, домішки Sr, Ca, Fe2O3 та ін.

154

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, іноді перламутровий

Твердість.................................................

3,0 – 3,5

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

землистий, зернистий

Колір........................................................

безбарвний, білий з різними відтінками

Риска........................................................

біла, у залізистих — червона

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

4,5 г/см3

Діагностичні ознаки: має велику щільність; від карбонатів різ- ниться нерозчинністю в HCl навіть під час нагрівання, від силіка- тів — меншою твердістю. Забарвлює полум’я в жовто-зелений колір.

Форми знаходження в природі. Двійники, друзи, конкреції, ста- лактити; зернисті, листуваті, щільні, прихованокристалічні, земли- сті маси.

Походження гідротермальне й осадове. Барит екзогенного похо- дження утворюється в зоні «залізного капелюха» за рахунок взаємо- дії розчинних солей барію із сульфатами інших металів чи з H2SO4.

Поклади бариту є в Грузії, Туркменії, Росії, Англії, Румунії, Іта- лії, США.

Застосовують барит у промисловості в чистому вигляді або у ви- гляді препаратів; під час буріння свердловин, у виробництві фарб, гумовій, паперовій промисловості; в сільському господарстві — як зооцид для боротьби зі шкідниками сільськогосподарських культур; у медицині.

Мірабіліт Na2SO4•10H2O (глауберова сіль). Назву дано за прі- звищем німецького хіміка Й.Р. Глаубера, який відкрив і був «здиво- ваний» утворенням цієї солі (від лат. mirabilis — дивний, незвичай- ний).

Хімічний склад, %: Na2O —19,3, SO3 — 24,8, H2O — 55,9.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

1,5 – 2,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

безбарвний, білий

Риска........................................................

біла

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

1,5 г/см3

Діагностичні ознаки: у пробірці під час нагрівання розчиняється у власній кристалізаційній воді. Має слабкий гірко-солоний смак.

Форми знаходження в природі. У земній корі трапляється у ви- гляді кірок, вицвітів, суцільних зернистих мас.

Походження екзогенне. Мірабіліт утворюється в соляних озерах, збагачених сульфатом натрію. На повітрі втрачає воду і переходить у тенардит Na2SO4.

155

Найбільші поклади мірабіліту знаходяться в затоці Кара-Богаз- Гол Каспійського моря, озері Грайт-Солт (штат Юта, США). В Укра- їні відносно рідкісний мінерал.

Застосовують мінерал у скляній промисловості, для виробництва соди, в медицині.

Мірабіліт є мінералом ґрунтів. У разі накопичення його в ґрунто- вому розчині разом з іншими легкорозчинними солями формуються солончакові ґрунти або солончаки.

Підклас нітратів

Нітрати — солі азотної кислоти. Нітратні сполуки називають се- літрами. Внаслідок легкої розчинності у воді мінерали цього під- класу в природі трапляються досить рідко. Найпоширеніші серед нітратів натрієва (чилійська) і калієва (індійська) селітри. Вони є цінними агрономічними рудами, в сільському господарстві їх вико- ристовують як азотні і калійні добрива.

Походження нітратів в основному біогенне: утворюються внаслі- док гниття органічних решток за участю нітробактерій. Вважають, що вони могли переноситись із підвищених ділянок до місць сучас- ної локалізації тимчасовими водними потоками і там нагромаджу- ватись.

Натрієва (чилійська) селітра NaNO3. Назва походить від країни, де знайдені найбільші поклади цього мінералу.

Хімічний склад, %: Na2O — 36,5, N2O5 — 63,5. Вміст азоту стано- вить 16,47 %.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

1,5 – 2,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

зернистий, землистий

Колір........................................................

білий, сірий, червонувато-бурий,

Риска

лимонно-жовтий

біла

Прозорість...............................................

прозорий, напівпрозорий

Щільність................................................

2,24 – 2,29 г/см3

Діагностичні ознаки: добре розчиняється у воді, легкоплавкий, забарвлює полум’я в жовтий колір (Na), смак солонкуватий, охолод- ний.

Походження екзогенне. Утворюється на територіях країн зі спеко- тним кліматом внаслідок біохімічного розкладання (окиснення) ор- ганічних сполук, які містять азот, переважно гуано (послід) птахів.

Форми знаходження в природі. Натрієва селітра залягає у ви- гляді зернистих мас, сольових кірок, вицвітів.

Найбільші поклади натрієвої селітри знаходяться в Чилі. Поро- ди, що містять селітру, розміщені на глибині від 1 до 10 м. Асоцію-

156

ється з галітом, содою, гіпсом та їхніми солями. Незначні родовища натрієвої селітри розвідано в Забайкаллі, Середній Азії.

Застосовують для виробництва мінеральних азотних добрив, ви- бухових речовин, азотної кислоти, у скловарінні тощо.

Калійна селітра (KNO3). Хімічний склад, %: азоту — 13,9, оксиду калію — 46,6. Трапляється у природі майже без домішок.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

2

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

зернистий, землистий

Колір........................................................

білий

Риска........................................................

біла

Прозорість...............................................

прозорий

Щільність................................................

1,99 г/см3

Діагностичні ознаки: добре розчинна у воді, негігроскопічна, за- барвлює полум’я в яскравий жовтий колір, смак гіркуватий, охолод- ний.

Форми знаходження в природі. Мінерал трапляється в природі зрідка у вигляді кірок у тріщинах порід, дрібних голчастих криста- лів або щільних зернистих і землистих мас.

Походження екзогенне. Утворюється в умовах сухого клімату на окраїнах курганів стародавніх міст, фортець, у місцях колишніх стоянок тварин тощо; внаслідок розкладання органічних решток біогенним шляхом.

Поклади знайдено в пустелях Чилі, в Індії, США, на Кавказі, в Середній Азії, Криму та ін.

Застосовують як азотно-калійне добриво в сільському господарс- тві, для виробництва вибухових речовин, у хімічній промисловості.

Підклас силікатів

Силікати — найпоширеніший і найрізноманітніший за числом представників підклас мінералів. До його складу входить до 800 ви- дів. За розрахунками В.І. Вернадського, на частку силікатів припа- дає близько 85 % маси земної кори до глибини 16 км. Силікати та алюмосилікати — важливі породоутворювальні мінерали. Вони входять до складу майже всіх гірських порід, переважно магматич- них і метаморфічних, формують різноманітні агрегати. Крім того, в земній корі серед багатьох жильних утворів силікати трапляються як самостійні скупчення у вигляді мінеральних родовищ. Багато з них використовують як керамічну і вогнетривку сировину (польові шпати, каолінові глини, тальк, азбест тощо), будівельні матеріали, нікелеві, цинкові, мідні, берилієві, цирконієві, літієві руди і рідкіс- ноземельні елементи,, коштовне каміння. Вони є мінералами ґрун- тів.

157

До складу силікатів входить значна кількість відомих хімічних елементів, головними з яких є O, Si, Al, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, K, а та-

кож Li, B, Be, Ti, Zr, рідкісноземельні, F, H у вигляді (ОН–) або Н2О та ін.

Найпоширенішими силікатами в природі є мінерали групи польових шпатів.

Тривалий час наука не могла пояснити складний і часто змінний склад силікатів, пов’язаний із хімічним складом більшості з них, різноманітним типом хімічних сполук (з’єднань), поширеним ізомо- рфним заміщенням.

Упродовж багатьох років силікати розглядали як солі низки гі- потетичних силіцієвих кислот, формули яких виводили з «нормаль- ної» ортосилікатної кислоти без Н2О: Н4SiO4 — ортосилікатна, Н6Si2O7 — піросилікатна, Н2SiO3 — метасилікатна, Н2Si2O5 метади- силікатна.

Академік В.І. Вернадський припускав, що поряд із силікатними кислотами існують алюмосилікатні, а алюмосилікати розглядав як похідні комплексних алюмосилікатних ангідридів. Рентгенострук- турні дослідження їх внутрішньої будови підтвердили, що силіка- ти — це найчисленніший тип хімічних сполук, які характеризують- ся в основному не молекулярними, а координаційними кристаліч- ними ґратками. З’ясувалося, що основою структурної будови всіх силікатів є тісний зв’язок атомів кисню і силіцію. Такий зв’язок ви- пливає з кристалохімічного принципу, з відношення радіусів іонів

силіцію ( rSi4+ = 0,039 нм) і кисню ( rO2− = 0,132 нм). Кожен атом си- ліцію оточений тетраедрично розміщеними навколо нього атомами

кисню, тобто основою будови всіх силікатів є комплексні аніони — силіцієвокисневі тетраедри [SiO4]4–, які по-різному сполучені один з одним й утворюють різні типи структур. Ці структури покладено в основу кристалохімічної класифікації силікатів.

Розрізняють структурні типи силікатів, наведені на рис. 3.13. 1. Острівні:

а) з ізольованими силіцієвокисневими тетраедрами [SiO4]4–; б) зі здвоєними силіцієвокисневими тетраедрами [Si2O7]6–.

2.Кільцеві — характеризуються сполученням трьох [Si3O9]6–, чо- тирьох [Si4O12]8–, шести [Si6O18]12– силіцієвокисневих тетраедрів і складніших.

3.Ланцюгові — складаються з безперервних ланцюгів силіцієво- кисневих тетраедрів [Si2O6]4–.

4.Стрічкові — містять безперервні відокремлені стрічки або по- яси силіцієвокисневих тетраедрів [Si4O11]6–.

5.Листові — представлені безперервними шарами силіцієво-

кисневих тетраедрів [Si4O10]4–. У них можлива заміна в структурі силіцію на алюміній [Al,Si3O10]5–.

158

Рис. 3.13. Схеми структур силікатів:

а — ізольований силіцієвокисневий тетраедр; б і в — групи з трьох і шести тетраедрів, сполучені в кільце; г — ланцюгові; д — стрічкові; е — листові; є — каркасні

6. Каркасні — характеризуються тримірними каркасами з алю- мо- і силіцієвокисневих тетраедрів [AlmSinO2(m+n)]m–.

Співвідношення між m і n може бути 1 : 3 або 1 : 1.

Внутрішня будова та хімічний склад силікатів відбиваються на їх зовнішньому вигляді і фізичних властивостях.

Силікати мають різноманітне походження: магматичне (піроксе- ни, польові шпати), пегматитове (слюди, турмалін, берил та ін.), скарнове (везувіан, епідот та ін.), метаморфічне (гранати, хлорити та ін.). Силікати екзогенного походження є продуктами вивіт- рювання силікатів ендогенного походження (каолініт, глауконіт та ін.).

У зоні гіпергенезу силікати й алюмосилікати зазнають гідролізу з утворенням карбонатів, гідроксидів, глинистих мінералів.

Особливе значення у ґрунті мають глинисті мінерали, від яких залежать формування вбирної здатності ґрунтів, закріплення гуму- су, утворення агрономічно цінної структури, фізико-механічні влас- тивості тощо.

159

Острівні силікати

Острівними є силікати з ізольованими силіцієвокисневими тет- раедрами [SiO4]4–, тобто які не мають спільних атомів кисню. Тетра- едри сполучені між собою іншими катіонами, переважно Mg2+, Fe2+, Ca2+, іноді Ni2+, Mn2+, Zn2+, Cr3+ та ін. Силікати зі здвоєними тетра- едрами різняться відокремленими парами силіцієвокисневих тетра- едрів [Si2O7]6–. Один атом кисню в них спільний, решта — зв’язані з катіонами.

Такі кристалічні ґратки мають мінерали групи оливіну, гранатів, циркон, топаз, титаніт. Найпоширенішими мінералами серед цих силікатів є група оливіну: форстерит Mg2[SiO4], фаяліт Fe2[SiO4],

оливін (Mg,Fe)2[SiO4].

Оливін (Mg,Fe)2[SiO4]. Назва мінералу пов’язана з його зеленим (оливковим) кольором.

Оливін є ізоморфною сумішшю двох мінералів: форстериту

Mg2[SiO4] і фаяліту Fe2[SiO4]. Хімічний склад, %: форстериту — MgO — 57,1, SiO2 — 42,9; фаяліту — FeO — 70,57, SiO2 — 29,43; оливіну — Mg — 40 – 50, Fe — 8 – 12, SiO2 — 30 – 40.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

6,5 – 7,0

Спайність................................................

недосконала

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

від світло-жовтого до темно-зеленого

Риска

і чорного

відсутня

Прозорість...............................................

просвічує, рідко прозорий (хризоліт)

Щільність................................................

3,3 – 3,5 г/см3

Діагностичні ознаки: характерний оливково-зелений колір, скляний блиск. У хлоридній кислоті всі мінерали групи оливіну (за винятком форстериту) розчиняються з утворенням цінного листопо- дібного SiO2.

Різновидом є хризоліт — жовтувато-зелений прозорий оливін. Форми знаходження в природі. Дрібнозернисті маси або окремі

кристали в породах.

Походження магматичне. Під впливом гарячих глибинних вод- них розчинів оливін у процесі серпентинізації переходить у серпен- тин; за контактного метаморфізму — в тальк; у зоні вивітрювання швидко гідролізує, тому серед мінералів ґрунту він не трапляється:

(Mg,Fe)2[SiO4]+ H2O + CO2 → MgCO3 + Fe2O3•nH2O + SiO2•nH2O.

Поклади виявлено на Уралі, в Карелії, Північному Кавказі. Оливін входить до складу оснóвних і ультраоснóвних порід (габ-

ро, базальти тощо), нерідко утворює мономінеральні породи дуніти та перидотити.

160

Застосовують у хімічній промисловості, будівництві, як вогнетри- вкий матеріал, у сільському господарстві іноді як магнезіальне доб- риво. Хризоліт є коштовним каменем.

 

 

 

 

 

Кільцеві силікати

Кристалічні ґратки кі-

 

льцевих

силікатів містять

 

ізольовані групи тетраедрів

 

[SiO4]4–, що з’єднані в кіль-

 

ця. За властивостями вони

 

займають проміжне

поло-

 

ження

між

каркасними

 

алюмосилікатами

та орто-

 

силікатами.

До

силікатів

 

кільцевої структури

нале-

 

жать

складні

за

хімічним

 

складом

 

боросилікати

 

алюмінію, що входять до

 

групи турмаліну (шерл,

 

дравіт, ельбаіт).

 

 

 

Турмаліни. Назва групи

 

мінералів пов’язана з дав-

 

нім

сингалезьким

словом

 

«турмалі».

 

 

 

 

Турмаліни — це бороси-

Рис. 3.14. Проекція структури турмаліну на

лікати

алюмінію

зі змін-

ним хімічним складом (рис.

площину

3.14). Турмаліни дуже різ- номанітні, проте їх склад можна виразити загальною формулою

ХY3Z6(BO3)3Si6O18(OH,F)4,

де Х — зазвичай катіони Na+, що частково заміщуються на Са2+, K+, Mg2+ та ін.; Y — катіони Mg2+, Fe2+, Fe3+, Li+ або Al3+; Z — переважно

Al3+ або Fe3+.

Хімічний склад, %: SiO2 — 34 – 41, B2O3 — 8 – 13, Al2O3 — 25 –

44, MgO — 0 – 14, FeO — 0 – 17, Na2O — 1 – 3,5, K2O — 0 – 2,5, Li2O — 0 – 1,25, H2O — 1 – 4,5, іноді F — 0 – 1,2, Cr2O3 — 0 – 1, MnO — 0 – 3,5, CaO — 0 – 5.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

7,0 – 7,5 – 8,0

Спайність................................................

відсутня

Злам.........................................................

нерівний, дрібнораковистий, крихкий

Колір........................................................

рожевий, червоний, жовтий, коричневий,

Риска

зелений, синій, безбарвнийтаін.

відсутня

Прозорість...............................................

прозорий і непрозорий

Щільність................................................

2,9 – 3,2 г/см3

 

 

161

 

 

 

 

 

 

Діагностичні ознаки: велика твердість, призматичні кристали з вертикальним штрихуванням, характерним поперечним перетином у вигляді сферичного трикутника, відсутність спайності.

Різновиди: червоний, рожевий — рубеліт; синій — індиголіт; зе- лений — вердиліт; малиново-фіолетовий — сибиріт; коричневий — дравіт; безбарвний — ахроіт; чорний — шерл.

Форми знаходження в природі. Кристали, зернисті, волокнисті, заплутано-голчасті, променеві («турмалінове сонце»), суцільні агре- гати.

Походження пневматолітове, гідротермальне, метаморфічне. Поклади знаходяться в Росії (Урал, Забайкалля), в Казахстані,

Бразилії, на Мадагаскарі, в Намібії, Шрі-Ланці. Застосовують у радіотехніці, оптиці, як коштовне каміння.

Ланцюгові силікати

До силікатів ланцюгової структури належать важливі породоут- ворювальні мінерали, що становлять групу піроксенів. Для мінера- лів цієї групи характерним є заміщення одних хімічних елементів, що входять до складу кристалічної ґратки мінералу, на інші. За хі- мічним складом це силікати кальцію, магнію, заліза, в деяких міс-

тяться Al i (Na,Li).

Авгіт (Ca2+, Na+)(Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+)[(Al, Si)2O6] (інколи містить

Mn, Ti, Cr). Назва його походить від грецького слова αύγή — блиск. Складний мінерал, містить надлишок МgO, Fe2O3, збагачений

Al2O3 (4 – 9 %).

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, на гранях близький

Твердість

до перламутрового

5,0 – 6,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

нерівний до раковистого

Колір........................................................

чорний, зеленкувато-

Риска

і бурувато-чорний

сіра або сірувато-зелена

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

3,3 — 3,6 г/см3

Діагностичні ознаки: чорний, зеленкувато- і бурувато-чорний ко- лір, короткопризматичні, діжкоподібні кристали в основних породах магматичного походження. В кислотах не розчиняється.

Різновиди: листуватий авгіт — діалаг, звичайний авгіт — темно- зеленого кольору, базальтичний авгіт — чорного кольору.

Форми знаходження в природі. Кристали, суцільні зернисті агре- гати.

Походження магматичне. Характерний породоутворювальний мінерал в оснóвних і ультраоснóвних магматичних породах.

162

У корі гіпергенезу нестійкий, підлягає вивітрюванню з утворен- ням карбонатів, гідроксидів, каолініту, хлориту, тальку.

Поклади є в Росії (Урал), Чехії.

Авгіт важливий породоутворювальний мінерал оснóвних і ульт- раоснóвних магматичних порід, внаслідок вивітрювання якого фор- муються мінерали ґрунтів.

Стрічкові силікати

До стрічкових силікатів належать мінерали, в основі структури яких спостерігаються стрічки, шари із подвійних ланцюгів.

Найпоширенішими представниками стрічкових силікатів є ам- фіболи — породоутворювальні мінерали магматичних і метаморфіч- них порід. Загальна кількість їх у земній корі становить 10 % (за ма- сою). У природі найбільш поширені залізо-магнезіальні амфіболи.

Назва амфіболів походить від грецького слова άµφίβολος — дво- значний, подвійний, обманний.

Рогова обманка (Ca,Na)(Mg,Fe)4(Al,Fe)(OH)2[(Al,Si)4O11]2(ОН)2. Мі-

нерал характеризується несталим хімічним складом. Назва його пов’язана з обманливим зовнішнім виглядом. Рудокопи часто сприймали рогову обманку за руду, тому що вона мала характерний металоподібний блиск на свіжих поверхнях розколу.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, на площинах спайності

Твердість

шовковистий

5,0 – 6,0

Спайність................................................

досконала в двох напрямках

Злам.........................................................

скалкуватий, нерівний

Колір........................................................

темно-зелений або чорний

Риска

різних відтінків

зеленкувата або бура

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

2,9 – 3,4 г/см3

Діагностичні ознаки: темно-зелений або чорний колір, стовпчас- ті, призматичні, голчасті кристали.

Різновиди: звичайна рогова обманка — темно-зеленого кольору, базальтична — бурого або чорного, лужні рогові обманки — чорного або синього кольору.

Форми знаходження в природі. Трапляється у вигляді кристалів, волокнистих, голчастих агрегатів, суцільних щільних мас.

Походження магматичне, метаморфічне.

У земній корі легко піддається руйнуванню: метаморфізму, виві- трюванню. В зоні гіпергенезу рогова обманка нестійка, зазнає гід- ролізу з утворенням карбонатів, гідроксидів.

Рогова обманка поширена в земній корі. Це породоутворюваль- ний мінерал багатьох магматичних і метаморфічних порід, є міне- ралом ґрунтотворних порід і ґрунтів, що формуються на них.

163

Листові силікати

До листових належать слюдоподібні силікати, структурною осно- вою яких є силіцієвокисневі тетраедри, зібрані в листи або шари; тетраедри в шарах з’єднані між собою вершинами в безперервне групування з радикалом [Si4O10]4–.

Шари силіцієвокисневих тетраедрів відокремлені один від одного і зв’язані катіонами, здебільшого Mg2+, Al3+. Mагній часто заміщу- ється на Fe2+, Ni2+, рідше на Mn2+. Іноді Al3+ заміщується на Fe3+, дуже рідко — на Cr3+ або V3+.

У листових силікатах частина іонів силіцію в тетраедричних і октаедричних сітках за ізоморфізму може бути заміщена на іони алюмінію. Тому більша частина мінералів цієї групи належить до алюмосилікатів. У зв’язку з ізоморфізмом заміщені листові силікати бувають двох типів: силікати з радикалом [Si4O10]4–, та алюмосилі- кати з радикалом [AlSi3O10]5–.

До листових силікатів належать мінерали груп серпентину і та- льку, до алюмосилікатів — мінерали груп слюд, гідрослюд і глинис- тих мінералів (рис. 3.15).

Група серпентину

Серпентин Mg6(OH)8[Si4O10] («змійовик», азбест, «гірський льон»). Мінерал одержав назву від латинського слова serpens — змія, тобто смугаста гірська порода, поверхня якої за малюнком та кольором нагадує шкіру гадюки.

Хімічний склад, %: MgO — 4,3, H2O — 18,9, SiO2 — 44,1, містить домішки Mn, Fe, Al, Cr, Ni.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

жирний, восковий, шовковистий

Твердість.................................................

2,5 – 3,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

раковистий, скалкуватий

Колір........................................................

темно-зелений, жовто-зелений,

Риска

бурувато-чорний

біла або зеленкувата

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

2,5 – 2,7 г/см3

Діагностичні ознаки: жирний блиск, зеленкуватий відтінок.

Різновиди: антигорит — листуватий серпентин; хризотил — во-

локнистий серпентин; офіта — жовто-зелений серпентин із воско- вим блиском; лизардит — щільний серпентин. Тонковолокнистий хризотил називають азбестом.

Форми знаходження в природі. Щільні прихованокристалічні маси, дрібні зерна.

164

Рис. 3.15. Структури деяких шаруватих силікатів:

а — структура каолініту — серпентину типу 1 : 1; б — структура пірофіліту — тальку типу 2 : 1; в — слюд (діоктаедричні та триоктаедричні форми); г — хлориту (триокта- едричного); д — галуазиту (гідратована фаза з шаром води між алюмосиліцієвими пакетами); е — монтморилоніту; А — катіони в октаедричних позиціях; Б — міжпа- кетні катіони. Позиції міжпакетної води і міжпакетних катіонів точно невідомі і зо- бражені орієнтовно. Приблизні міжпакетні простори наведено в нанометрах

165

Походження серпентину пов’язане з метаморфізмом ультра- оснóвних (дунітів, перидотитів, піроксенів) і карбонатних порід. Процес серпентинізації відбувається під дією гідротермальних вод на оливін:

(Mg,Fe)2[SiO4] + H2O + CO2 →

→ Mg6[Si4O10](OH)8 + Fe3O4 + (Mg,Fe)[CO3].

Поклади є в Росії (Середній і Південний Урал, Північний Кав- каз), у Казахстані, Австрії, Канаді, Швейцарії, Німеччині.

Застосовують мінерали групи серпентину як магнезіальні добри- ва (ефективні під цукрові буряки); у промисловості — для виробни- цтва сполук магнію, у будівництві. Азбест використовують у вироб- ництві вогне- і кислототривких матеріалів, картону, прядива для спеціальних костюмів. Азбест небезпечний для людини — чинить канцерогенну дію.

Група тальку

Тальк Mg3(OH)2[Si4O10]. Хімічний склад, %: Mg — 31,7, SiO2 — 63,5, H2O — 4,8.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

жирний, перламутровий

Твердість.................................................

1,0

Спайність................................................

цілком досконала

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

білий, світло-сірий, світло-зелений

Риска........................................................

біла

Прозорість...............................................

непрозорий, просвічує в тонких

Щільність

листочках

2,7 – 2,8 г/см3

Діагностичні ознаки: низька твердість, жирний на дотик, зелений колір, цілком досконала спайність, вогнетривкий, не розчинний у воді й органічних розчинниках.

Різновиди: стеатит (жировик) — щільний нешаруватий тальк. Форми знаходження в природі. Трапляється у вигляді листува-

тих, лускуватих, суцільних твердих мас.

Походження метаморфічне (за рахунок метаморфізму доломітів), наслідок гідротермальної переробки багатих на магній ультра- оснóвних порід, а також продукт руйнування олівіну і піроксенів:

(Mg,Fe)2[SiO4] + H2O + CO2 → Mg3[Si4O10](OH)2 + (Mg,Fe)CO3;

Оливін Тальк Брейнерит

(Ca,Mg)(CO3)2 +SiO2 + H2O → Mg3[Si4O10](OH)2 + CaCO3 + CO2.

Доломіт Тальк Кальцит

Поклади є в Росії (Урал, Східні Саяни), Китаї, Канаді, Австрії.

166

Застосовують у паперовій, текстильній, гумовій, шкіряній проми- словості, у сільському господарстві — як наповнювач при виробниц- тві отрутохімікатів. Тальк — основний наповнювач інсектицидних дустів, які використовують для обпилення, наповнювач інсектицид- них і фунгіцидних порошків і пилуватих протруйників насіння. Не- отруйний.

Група слюд і гідрослюд

Слюди утворюють велику групу мінеральних тіл, значно поши- рених у земній корі. На їх частку припадає 3,7 % усіх мінералів зе- мної кори. Це звичайні породоутворювальні мінерали, відомі люди- ні з давнини. Вони мають характерні фізичні властивості. За зов- нішнім виглядом різко різняться від інших мінеральних речовин. Мають цілком досконалу спайність, внаслідок чого легко розщеп- люються на тонкі листочки, луски. Це пояснюють тим, що зв’язок всередині силіцієвокисневих тетраедрів набагато міцніший, ніж між окремими силіцієвокисневими шарами, який здійснюється в основ- ному через катіони.

Мусковіт KAl2(OH,F)2[AlSi3O10] (біла слюда) — калієва слюда. Назва походить від місцевості Московії («скло з Московії», Москов- ської держави).

Хімічний склад, %: K2O — 11,8, Al2O3 — 38,5, SiO2 — 45,2, H2O — 4,5.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

перламутровий

Твердість.................................................

2,5 – 3,0

Спайність................................................

цілком досконала

Злам.........................................................

рівний

Колір........................................................

білий з різними відтінками

Риска........................................................

біла

Прозорість...............................................

прозорий у тонких лусках

Щільність................................................

2,7 – 3,1 г/см3

Діагностичні ознаки: цілком досконала спайність, світлий колір, перламутровий блиск, легко розщеплюється на пружні прозорі пла- стинки.

Форми знаходження в природі. Трапляється у вигляді суцільних листувато-зернистих, лускуватих мас.

Походження магматичне, метаморфічне, пегматитове.

У зоні гіпергенезу мінерал відносно стійкий до вивітрювання. Внаслідок вивітрювання (гідратації) утворюється гідрослюда (гід- ромусковіт).

Процес зміни світлої слюди в головних фазах можна уявити так: Світлі слюди → Гідрослюди → Цеоліти → Глини.

Поклади відкрито в Росії (Іркутськаобласть, Карелія, Східні Саяни).

167

Застосовують в електропромисловості, радіотехніці, приладобу- дуванні.

Мусковіт — мінерал ґрунтів. Гідрослюди входять до складу глин, є потенційним джерелом калію у ґрунті.

Біотит K(Fe,Mg)3(OH,F)2[AlSi3O10] (чорна слюда). Названий за прізвищем французького фізика Ж. Біота.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

2,0 – 3,0

Спайність................................................

цілком досконала

Злам.........................................................

рівний

Колір........................................................

чорний з різними відтінками

Риска........................................................

біла або зеленкувата

Прозорість...............................................

прозорий у тонких листочках

Щільність................................................

2,7 – 3,3 г/см3

Діагностичні ознаки: розщеплюється на пружні листочки темно- зелено-бурого кольору, непрозорий у товстих пластинах.

Форми знаходження в природі. Суцільні пластинчасто-луску- вато-зернисті маси, зрідка — друзи.

Походження магматичне, метаморфічне, пегматитове.

На земній поверхні малостійкий до вивітрювання і переходить в різноманітні вторинні мінерали:

Темні слюди → Гідрослюди → Цеоліти → Глини, хлорити.

Застосовують частково в електроізоляційних виробах. Потенцій- не джерело калію і магнію в ґрунті.

Гідрослюди

Під назвою гідрослюди об’єднують групу близьких за складом мінералів (ілліт, вермикуліт, глауконіт та ін.), які є проміжними утворами між слюдами та глинистими мінералами із шаруватою структурою. Гідрослюди є продуктом вивітрювання і складають ве- лику групу вторинних породоутворювальних мінералів змінного хімічного складу. Багато гідрослюд містить значну кількість калію, який частково засвоюється рослинами, тому значення їх у родючості ґрунтів дуже велике.

Вермикуліт (Mg,Fe2+,Fe3+)(OH)2[(Si,Al)4O10]•4H2O. Вермикуліт (від лат. vermiculus — черв’ячок) під час швидкого нагрівання розщеп- люється на черв’якоподібні відокремленості.

Хімічний склад, %: MgO — 14 – 25, Fe2O3 — 3 – 17, FeО — 1 – 3,

SiO2 — 34 – 42, Al2O3 — 10 – 17, H2O — 8 – 18, K2O — до 5, NiO — до 11.

168

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

жирний, перламутровий

Твердість.................................................

1,0 – 1,5

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

бурий, жовто-бурий, золотисто-жовтий

Риска........................................................

біла

Щільність................................................

2,0 – 3,0 г/см3

Діагностичні ознаки: відсутність пружності листочків, внаслідок нагрівання розщеплюється на листочки і збільшується в об’ємі в

20 – 30 разів.

Форми знаходження в природі. Трапляється у вигляді розсипів, лускуватих, листуватих, щільних агрегатів.

Походження екзогенне — внаслідок гідролізу біотиту, флігопіту; гідротермальне.

Поклади є в Казахстані, Росії (Мурманська область). Застосовують як звуко- і теплоізоляційний, мастильний, водо-

вбирний матеріал. У сільському господарстві — для поліпшення структури важких ґрунтів, як субстрат при вирощуванні рослин на живильних середовищах.

Глауконіт K(Fe3+,Al,Fe2+,Mg)2(OH)2[AlSi3O10]•nH2O. Назва по-

ходить від грецького слова γλαυæός — блакитно-зелений.

Вміст основних компонентів у типових глауконітах коливається в таких межах, %: SiO2 — 45,0 – 58,65, Al2O3 — 0,56 – 20,39, Fe2O3 — 6,42 – 27,90, FeO — 0,49 – 9,58, MgO — 1,77 – 6,22, CaO — 0,25 – 5,43, K2O — 2,07 – 7,58, Na2O — 0,01 – 3,34, H2O — 5,70 – 13,70.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

матовий, скляний, жирний

Твердість.................................................

2,0 – 3,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

темно-зелений, зеленкувато-чорний

Риска........................................................

зелена

Щільність................................................

2,2 – 2,8 г/см3

Діагностичні ознаки: темно-зелений колір, низька твердість, за- лягання в породах морського походження.

Форми знаходження в природі. Трапляється в осадових породах у вигляді зерен правильної форми; в пісковиках — як цементуваль- ний матеріал; часто — у вигляді глуаконітового піску.

Походження осадове — утворюється в морях, океанах внаслідок перетворення біотиту в морській воді; можливе біогенне.

Під час вивітрювання глауконіту утворюються карбонати, гли- нисті мінерали, гідроксиди, в тім числі гідрогетит.

Поклади є в Україні, Росії, Казахстані.

Застосовують для виробництва дешевої фарби; в сільському гос- подарстві — як калійне добриво.

169

Хлорити. Назву дано за зеленим кольором (від грец. χλορός — зе- ленкуватий), який має переважна більшість мінералів цієї групи.

Хлорити — це велика група хімічно складних слюдоподібних мі- нералів, де переважають алюміній, залізо, кальцій за невеликої кількості кремнезему. Відсутні луги. Велика різноманітність хіміч- ного складу хлоритів зумовлена ізоморфними заміщеннями голо- вних елементів:

Mg2+ → Fe2+ → Mn2+ → Ni2+; Al3+ → Fe3+ → Cr3+, а також Si4+ + Mg2+ → 2Al3+; 3Mg2+ → 2Al3+.

Вміст основних компонентів у типовому залізистому хлориті ко-

ливається в таких межах, %: SiO2 — 33,2, Al2O3 — 0,14 – 29,9, Fe2O3

— 0,03 – 29,46, FeO — 0,19 – 0,35, MgO — 0,23 – 31,61, CaO — 0,16 – 3,52, Na2O — 0,11 – 3,04, H2O — 11,96 – 26,0.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

2,0 – 2,5, залізистих — до 6,5

Спайність................................................

цілком досконала

Злам.........................................................

нерівний

Колір........................................................

зелений з різними відтінками

Риска

до зеленкувато-чорного

зеленкувата

Щільність................................................

2,6 – 2,85 г/см3

Діагностичні ознаки: зелений колір, листочки гнучкі, але не пружні.

Форми знаходження в природі. Листуваті, лускуваті агрегати і суцільні маси.

Походження метаморфічне; внаслідок вивітрювання темних слюд.

Поклади є в Росії (Урал).

Застосовують залізисті хлорити за достатньої кількості в них за- ліза як залізну руду.

Ці мінерали дуже поширені в природі і часто є головними поро- доутворювальними мінералами.

Глинисті мінерали

Термін «глина» не має єдиного і загальноприйнятого визначен- ня. Глини трапляються як породоутворювальний матеріал, у ґрун- тах, вони можуть складати породу або становити лише незначну її частину, заповнюючи тріщини або виконуючи роль цементу, який зв’язує більші часточки. Глини насамперед характеризують розмі- ром часточок: до глинистих зазвичай належать часточки розміром не більше 2 мкм. Інтервали розмірів 2 – 0,5, 0,5 – 0,2 і менше 0,2 мкм характеризують відповідно грубо-, середньозернисті і тонкі глини. Більшість глин складається з пластинчастих часточок із ве-

170

ликим відношенням площі поверхні до маси (коливається від 10 см2/г до декількох квадратних метрів на грам). Мінерали глин переважно представлені силікатами алюмінію, заліза і магнію, які належать до шаруватих (або листуватих) силікатів.

Закономірне сполучення тетраедричних і октаедричних структур формує кристалічні ґратки глинистих мінералів. За співвідношен- ням тетраедричних і октаедричних шарів розрізняють підгрупи мі- нералів. За характером кристалічних ґраток виділяють мінерали:

³підгрупи каолініту (співвідношення тетраедричних і октаед- ричних шарів 1 : 1) — включає мінерали ряду каолініту, з яких найпоширеніші каолініт та галуазит;

³підгрупи смектитів (співвідношення 2 : 1) — найважливішим є монтморилоніт.

Підгрупа каолініту включає три поліморфні модифікації: каолі- ніт, дикіт, накрит, які не різняться за зовнішніми ознаками.

Каолініт Al4(OH)8[Si4O10]. Назва походить від назви гори Кау- линг (Китай), що складена з цієї білої глини.

Хімічний склад, %: Al2O3 — 39,5, SiO2 — 46,5, H2O — 14,0, міс-

тить домішки Fe2O3, MgO, CaO, K2O та ін.

Серед глинистих мінералів має найпростішу будову — двошаро- ву (див. рис. 3.15). Кристалічна структура його представлена дво- шаровими пакетами. Кожен пакет складається з шару силіцієвоки- сневих тетраедрів і алюмогідроксильних октаедрів (1 : 1). Відстань між пакетами стала і становить 0,72 нм. Такі кристалічні ґратки належать до нерухомого «ненабухаючого» типу. Це пов’язано з міц- ними водневими зв’язками між пакетами.

Питома поверхня мінералу становить 25 – 30 м2/г. Йому властива висока дисперсність. Ємність катіонного обміну каолініту невисока (10 – 15 мг-екв/100 г мінералу).

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

перламутровий, жирний, матовий

Твердість.................................................

1,0 – 2,5

Спайність................................................

цілком досконала в одному напрямку

Злам.........................................................

землистий

Колір........................................................

білий з жовтуватим або сіруватим

Риска

відтінком

біла

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

2,6 г/см3

Діагностичні ознаки: жирний на дотик, забруднює руки, тонкі лусочки мають перламутровий блиск, у сухому стані жадібно погли- нає воду, у вологому — утворює надзвичайно пластичні маси.

Форми знаходження в природі. Щільні, а також землисті маси.

Походження екзогенне внаслідок вивітрювання польових шпа- тів, слюд, цеолітів; гідротермальне.

Стійкий до вивітрювання в умовах помірного клімату, в теплих і вологих умовах піддається руйнуванню.

171

Поклади є в Україні (Часівярське в Донецькій області, Глухове- цьке у Вінницькій обл.), Росії (Урал), Грузії (Кавказ).

Застосовують для виготовлення фарфорового та фаянсового по- суду; як наповнювач у виробництві паперу, лінолеуму, як будівель- ний матеріал. У сільському господарстві — як інертний наповнювач у виробництві інсектицидів і фунгіцидів. Неотруйний.

Каолініт входить до колоїдної фракції ґрунтів. Він не набухає, тому ґрунти, що містять його, мають сприятливі фізико-механічні властивості, добру водопроникність.

Підгрупа монтморилоніту

Монтморилоніт (Ca,Na)(Mg,Al,Fe)2(OH)2[(Si,Al)4O10]•nH2O. Назву дано за місцевістю, де його вперше було знайдено — в Монтморило- ні (Франція).

На відміну від каолініту пакет монтморилоніту побудований си- метрично, тому тут не виникають міжпакетні водневі зв’язки, нега- тивний заряд між пакетами компенсується катіонами. Взаємодія між пакетами слабка, тому в міжпакетні простори проникає вода і спричинює набухання мінералу, збільшуючи його об’єм в 1,5 – 2,5 раза.

Величина міжпакетних відстаней монтморилоніту залежить від ступеня його гідратації і коливається від 0,94 до 2,14 нм, тобто крис- талічні ґратки цього мінералу рухомі. Для монтморилоніту харак- терна велика питома поверхня 400 – 800 м2/г мінералу і висока єм- ність поглинання — 80 – 120 мг-екв/100 г мінералу.

Хімічний склад, %: SiO2 — 33,4, Al2O3 — 0,14– 29,9, CaO — 3,52, Na2O — 0,11 – 3,04, MgO — 0,23 – 31,61, Fe2O3 — 29,46, H2O — 11,96 – 26,0.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

у сухому стані матовий

Твердість.................................................

1,0

Спайність................................................

досконала

Злам.........................................................

раковистий

Колір........................................................

світло-зелений, білий із сіруватим,

 

синюватим, зеленкуватим відтінками,

Риска

рожевий

біла

Щільність................................................

1,65 – 2,0 г/см3

Діагностичні ознаки: жирний на дотик, дуже набухає в разі зво- ложення.

Форми знаходження в природі. В земній корі трапляється у ви- гляді суцільних землистих мас.

Походження екзогенне — наслідок хімічного вивітрювання оснóв- них вивержених порід (габро, базальтів).

Поклади є в Грузії (поблизу Кутаїсі).

172

Застосовують у текстильній промисловості, в нафтодобувній як адсорбент.

Мінерал ґрунтів, що забезпечує їх високу вбирну здатність.

Каркасні силікати

Основою структури каркасних силікатів є безперервний тримір- ний каркас зі зв’язаних між собою силіцієвокисневих тетраедрів. Атоми кисню всіх тетраедрів є спільними, тому тетраедри не мають вільних валентностей і приєднання до них катіонів неможливе. Проте в разі заміни чотиривалентного силіцію в силіцієвокисневому тетраедрі на тривалентний катіон алюмінію виникає негативний заряд, що компенсується приєднанням катіонів калію, кальцію, на- трію, барію, зрідка Cs+, Rb+. Основний радикал каркасних силікатів має вигляд [AlmSinO2(m+n)]m–. Співвідношення між атомами алюмінію і силіцію може бути як 1 : 3, так і 1 : 1.

До каркасних силікатів належать: група польових шпатів, група фельдшпатидів, група цеолітів.

Польові шпати — це найпоширеніші в природі породоутворюва- льні мінерали, що становлять 60 % маси земної кори. Вони входять до складу більшості магматичних (~ 60 %), багатьох метаморфічних (30 %), осадових (10 %) порід. Польові шпати є одним із важливих джерел утворення вторинних мінералів, у тім числі глинистих.

За хімічним складом польові шпати поділяють на дві підгрупи: калієві і кальцієво-натрієві (плагіоклази).

Підгрупа калієвих польових шпатів

До цієї підгрупи належать ортоклаз, мікроклін, амазоніт. Ортоклаз K[Al Si3O8]. Назва походить від грецьких слів όρθός —

прямий, вірний і æλάσις — заломлення.

Хімічний склад, %: K2O — 12,7 – 16,9, Al2O3 — 18,4 – 18,7, SiO2 — 64,7 – 65,7, як домішки часто містить Na2O, BaO, FeO, Fe2O3.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

6,0

Спайність................................................

досконала в двох напрямках

Злам.........................................................

ступінчастий

Колір........................................................

кремовий, сірий, рожевий, червоний

Риска........................................................

відсутня

Прозорість...............................................

непрозорий, прозорий, просвічує

Щільність

в тонких краях

2,6 г/см3

Діагностичні ознаки: світлий колір, твердість 6,0, спайність під кутом 90°.

173

Різновиди: адуляр (льодовий шпат) — безбарвний, прозорий; «мі- сячний» камінь — з ніжно-синюватим полиском; сонячний камінь — з іскристо-золотистим полиском; санідин — склоподібний.

Форми знаходження в природі. Великі кристали у складі порід, двійників, суцільних, зернистих, великокристалічних мас.

Походження магматичне, пегматитове, гідротермальне, мета- морфічне.

У зоні гіпергенезу піддається процесам гідролізу:

K2Al2Si6O16 + H2O + CO2 → H2Al2Si2O8•H2O + K2CO3 + SiO2•nH2O.

Ортоклаз

Каолініт

Поташ

Опал

Ортоклаз входить до складу магматичних, метаморфічних, оса- дових порід, а також ґрунтів. У складі ґрунтів здебільшого трапля- ється в піщаній фракції і фракції грубого і середнього пилу, в знач- но меншій кількості — у дрібнозернистих фракціях.

Мікроклін K(Al,Si3O8). Назва походить від грецьких слів µιæρός — малий і æλίνω — нахилений.

За хімічним складом і фізичними властивостями такий самий, як і ортоклаз. Різниться від ортоклазу тим, що кристалізується в триклінній сингонії і має кут між площинами спайності близько 86°.

Мікроклін блакитно-зеленого кольору називають амазонітом. Він трапляється в пегматитових жилах.

Поклади відкрито в Росії (Забайкалля, Карелія, Урал), Казах- стані, США, Бразилії, Індії, Намібії, на Мадагаскарі, в Бірмі.

Застосовують мінерали у скляній, керамічній промисловості, бу- дівництві, як декоративний матеріал.

Плагіоклази

Назва походить від грецьких слів πλάγιος — навскісний і æλάσίς за- ломлення; мінерал, який розколюється косо, внаслідок спайності, що проходить під кутом, меншим за 90°.

Плагіоклази є ізоморфним рядом мінералів з двома крайніми членами: альбітом Na[AlSi3O8] та анортитом Ca[Al2Si2O8].

За класифікацією Є.С. Федорова, в основу якої покладено відсот- ковий вміст анортиту в ізоморфній суміші, плагіоклази поділяють на номери:

Плагіоклаз

Номери

Альбіт

0

– 10

Олігоклаз

10

– 30

Андезин

30

– 50

Лабрадор

50

– 70

Бітовніт

70

– 90

Анортит

90 – 100

174

Плагіоклази, збагачені кремнеземом (SiO2 — 68 %), мають номе- ри 0 – 30 (альбіт, олігоклаз). Їх називають кислими. Плагіоклази з номерами 30 – 60 називають середніми, 60 – 100 — оснóвними.

Всі плагіоклази кристалізуються в триклінній сингонії, а їх кри- стали мають таблитчасто-призматичну форму.

Це найпоширеніші мінерали магматичних, особливо кислих, по- рід, трапляються в ґрунтах. У земній корі їх вміст становить ~ 40 %.

Альбіт Na[AlSi3O8]. Назва походить від латинського слова albus — білий.

Хімічний склад, %: Na2O — 10,79, Al2O3 — 19,4, SiO2 — 68,81, по-

стійні домішки K2O, зрідка — BaO та ін.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

6,0 – 6,5

Спайність................................................

досконала в двох напрямках

Злам.........................................................

ступінчастий

Колір........................................................

білий, безбарвний, блакитнуватий,

Риска

червонуватий

відсутня

Прозорість...............................................

просвічує, непрозорий

Щільність................................................

2,6 г/см3

Діагностичні ознаки: висока твердість, досконала спайність під косим кутом, скляний блиск.

Форми знаходження в природі. Кристали, двійники, друзи, зер-

нисті кристалічні маси.

Походження магматичне, метаморфічне, пегматитове, гідротер- мальне.

У земній корі піддається вивітрюванню з утворенням глинистих мінералів: у кислому середовищі — каолініту, в лужному — монт- морилоніту.

Поклади є в Росії (Забайкалля, Урал). Застосовують у керамічній промисловості.

Лабрадор (0,3 – 0,5)Na[AlSi3O8](0,7 – 0,5)Ca[Al2Si2O8]. Назва похо-

дить від назви півострова Лабрадор у Північній Америці, де трапля- ються породи, що цілком складені з лабрадору — лабрадорити.

Хімічний склад, %: Na2O — 5,89, CaO — 10,05, Al2O3 — 28,01, SiO2 — 56,05.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

6,0

 

Спайність................................................

досконала в двох напрямках

Злам.........................................................

ступінчастий

Колір........................................................

темно-сірий до чорного з яскравою

Риска

грою кольорів

відсутня

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

2,7 г/см3

 

 

175

 

 

 

 

 

 

Діагностичні ознаки: колір, іризація (колір на площинах спайно- сті переливчастий: синій, зелений, жовто-червоний).

Форми знаходження в природі. Двійники, суцільні великозерни- сті маси.

Походження магматичне, метаморфічне. На поверхні земної кори піддається гідролізу.

Поклади розвідано в Україні, Канаді, на Мадагаскарі, в Мексиці, США.

Застосовують як облицювальний, декоративний матеріал. Анортит Ca[Al2Si2O8]. Назва походить від грецького слова άγορθος

—непрямий, скошений (за косокутовою формою його кристалів).

Хімічний склад, %: CaO — 20,1, Al2O3 — 36,62, SiO2 — 43,28.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний

Твердість.................................................

6,0 – 6,5

Спайність................................................

досконала в двох напрямках

Злам.........................................................

ступінчастий

Колір........................................................

білий, сірий, червонуватий

Риска........................................................

відсутня

Прозорість...............................................

непрозорий

Щільність................................................

2,73 – 2,78 г/см3

Діагностичні ознаки: анортит подібний до альбіту, різниться від нього оптичними константами.

Форми знаходження в природі. Двійники, суцільні зернисті маси. Походження магматичне, залягає на місці контактної взаємодії

кислих магматичних порід з вапняками.

Дуже поширений породоутворювальний мінерал. Породи з анортиту застосовують як декоративне каміння.

Фельдшпатиди

Замісники польових шпатів в оснóвних і ультраоснóвних поро- дах. До цієї групи належать нефелін, лейцит, лазурит і содаліт.

Нефелін Na3K[AlSiO4]4. Назва походить від грецького слова νεφέλη — хмара, внаслідок того, що під час обробки кислотою він стає каламутним і драглистим.

Хімічний склад, %: SiO2 — 41,48 – 46,10, Al2O3 — 31,07 – 33,99, Na2O — 15,67 – 17,25, К2О — 3,66 – 6,57, незначні кількості Fe2O3, Cl, F та H2O.

Фізичні властивості

Блиск.......................................................

скляний, жирний

Твердість.................................................

5 – 6

Спайність................................................

недосконала

Злам.........................................................

нерівний, раковистий

Колір........................................................

сірувато-білий, сірий з жовтуватим,

Риска

буруватим, червонуватим відтінками

біла

Прозорість...............................................

прозорий, непрозорий

Щільність................................................

2,6 г/см3

176

Діагностичні ознаки: жирний блиск, велика твердість, відсут- ність спайності, легко розкладається кислотами. Він ніколи не тра- пляється разом з кварцом.

Форми знаходження в природі. Трапляється у вигляді суцільних зернистих мас.

Походження магматичне, пегматитове.

Нефелін — породоутворювальний мінерал у лужних інтрузивних і ефузивних породах. Формується в бідних на кремнезем породах, де кремнезему недостатньо для виникнення польових шпатів.

У зоні вивітрювання нестійкий. У процесі вивітрювання утворю- ються слюди, глинисті мінерали, карбонати, гідрослюди.

Нефелін є джерелом соди в ґрунті.

Поклади є в Росії (Урал, Кольський півострів), Норвегії, Румунії, Канаді, Ірландії, США.

Застосовують мінерал у хімічній промисловості для виробництва соди, алюмінію, в скляній, фарфоровій промисловості. У сільському господарстві — як калійне добриво. Нефелінові відходи можна ви- користовувати як меліоранти на кислих ґрунтах, як джерело калію для рослин, в основному на торф’янистих ґрунтах, які знаходяться поблизу місця виробництва. Ці відходи містять 3,5 – 4,5 % К2О, який засвоюється рослинами дещо гірше, ніж із водорозчинних солей.

Цеоліти

Цеоліти об’єднують близько 40 видів мінералів, з яких 7 значно поширені в природі.

За хімічним складом цеоліти є алюмосилікатами лужних і луж- ноземельних металів, переважно натрію, кальцію, рідше калію, ба- рію за майже повної відсутності заліза і магнію.

Характерною особливістю цеолітів є наявність у їх складі особли- вої цеолітної води, яка помітно впливає на більшість фізичних вла- стивостей, особливо оптичних.

Під час обережного нагрівання цеоліту він поступово втрачає во- ду без руйнування структури мінералу, на відміну від тих мінера- лів, які містять конституційну воду. Зневоднені цеоліти в подаль- шому здатні вбирати воду і переходити в свій нормальний стан. При цьому поновлюються і всі їхні первинні властивості. Вміст цеолітної води залежить від вологості, температури і тиску середовища.

Крім води зневоднений цеоліт може вбирати спирт, аміак, сірко- водень тощо. Процес вбирання відбувається без порушення структу- ри мінералів. Таку властивість цеолітів використовують у багатьох

технічних процесах.

Для цеолітів характерна здатність до обміну катіонів Na+ на Li+, Ag+, K+, NH4+, Ti4+.

177