Минералогия с основами кристаллографии и петрографии

Значительная часть оксидов бесцветна или слабо окрашена, как это характерно для ионных соединений. Их окраска связана с присутствием ионов-хромофоров. Так, корунд, содержащий изоморфную примесь иона Cr³⁺, приобретает ярко-красную окраску (рубин). Оксиды, содержащие Fe, Mn, Ti, Nb, Ta имеют черную или темно-бурую окраску. Максимальной твердостью обладают оксиды координационной структуры (корунд, шпинель), а также простые оксиды каркасной структуры (кварц) и цепочечной структуры (касситерит). Большинство остальных оксидов имеет среднюю твердость от 5 до 6. Появление низковалентного иона (ОН)^- вместо О^2- иона приводит к уменьшению силы связи катионов с анионами. Следствием этого является снижение плотности и твердости гидроксидов по сравнению с оксидами тех же элементов (табл.2).

Таблица 2. Изменение физических свойств минералов при переходе от оксидов к гидроксидам

Основная масса оксидов и гидроксидов образуется в гипергенных условиях в самых верхних частях земной коры на границе с атмосферой, содержащей свободный кислород. Глубина интенсивного проникновения свободного кислорода в земную кору контролируется в основном уровнем грунтовых вод. Химичеокие реакции, приводящие к образованию оксидов и гидроксидов, происходят в основном в коре выветривания и зоне окисления сульфидных месторождений, а также в водных бассейнах - болотных, озерных и морских, где часто возникают сложные минеральные смеси, состоящие из гидроксидов железа (бурые железняки), алюминия (бокситы), марганца (вады), являющиеся важными рудами этих металлов. При повышении температуры (в жарком климате), процессах диагенеза и метаморфизма полные гидраты типа Al(OH)₃ переходят в оксигидраты типа AlOOН, FеOОН а затем в оксиды: простые Al₂О₃, Fe₂О₃ и сложные МgAl₂O₄, FeFe₂O₄. В эндогенных процессах возникает значительно меньше оксидов и гидроксидов, однако некоторые из них имеют значительное распространение. Это магматические хромит, магнетит, шпинель; в пегматитах - корунд, ильменит, пирохлор; в скарнах - кварц, магнетит (часто с гематитом), шпинель; гидротермальные - гематит, кварц, реже касситерит.

Оксиды являются важнейшими рудами Fе, Сr, Mn, Тi, Al, Nb, Tа, U, Th, ТR и других металлов, а также многих неметаллических полезных ископаемых.

Изучение оксидов и гидроксидов в настоящем курсе представляется целесообразным в следующей последовательности:

Оксиды:
а) простые координационные
    Корунд Al₂O₃ триг. (рубин, сапфир, наждак)
    Гематит Fе₂О₃ триг.
б) цепочечные
    Пиролюзит MnO₂ тетр.
в) каркасные
    Кварц SiO₂ триг.(горный хрусталь, халцедон, аметист)
    Опал SiO_2*nH₂O аморфн.
г) сложные координационной структуры
    Магнетит FeFe₂O₄ куб.
    Ильменит FeTiO₃ триг.
Гидроксиды:
  Манганит МnООН мон.
  Гиббсит Al(OH)₃ мон, (гидраргиллит)
  Бемит AlO(OH) ромб.
  Диаспор AlOOH ромб.
  Гетит FeOOH ромб. (гидрогетит, лимонит, бурый железняк)
  Брусит Mg(OH)₂ триг. (немалит)

Оглавление| Назад| Следующая страница