↑ Вольфраматы и молибдаты. Хроматы. Бораты. Карбонаты

К этому классу относится около 40 минералов (собственно вольфрамитов и их аналогов – молибдатов). Среди вольфраматов есть типичные соли с тетраэдрами (WO₄)^2- и (MoO₄)^2- в их структуре:  шеелит Ca(WO₄), вольфрамит (Mn,Fe)(WO₄), вульфенит Pb(MoO₄), повеллит Са(MoO₄). Другие имеют цепочечную структуру.

J Шеелит Ca(WO₄). Отмечается изоморфная примесь Mo. Сингония тетрагональная, кристаллы дипирамидального облика, округлые зерна, неправильные выделения в кварце, кальците, диопсиде. Цвет белый, кремово-желтый, зеленоватый. Блеск жирный. Твердость 4,5. Спайность есть, но обычно заметна плохо. Большая плотность – около 6 г/см³.

Минерал образуется в высокотемпературных кварцевых жилах и скарнах. Разрабатывается как руда на вольфрам. Узнается с трудом (форма напоминает сплющенные октаэдры). Можно спутать с кварцем по жирному блеску и цвету, но шеелит мягче и имеет спайность. От кальцита отличается по жирному блеску и отсутствии реакции с соляной кислотой. Помогает диагностировать шеелит его свойство светиться в ультрафиолетовых лучах.

Значительные месторождения шеелита известны в западных штатах США, крупнейшее месторождение Крамат-Пулай в Малайе, где он встречается с касситеритом в метаморфизованных известняках и сланцах, а также в кварцевых жилах, затем в северной части о. Тасмания и других местах.

↑ Хроматы

К классу хроматов относится около 10 минералов. Это соли хромовой кислоты с тетраэдром (CrO₄)^2- в их структуре.

J Крокоит Pb(CrO₄). «Крокос» по-гречески – шафран (из-за оранжево-красного цвета). Это главный минерал класса хроматов Моноклинный. Он образуется в зоне окисления свинцовых руд, извлекая хром из вмещающих руду горных пород. Встречается в виде сверкающих алмазным блеском ярких оранжево-красных призматических кристаллов с продольной штриховкой, а также в виде примазок по трещинкам в рудах и окружающих горных породах. Твердость 2,5–3, высокая плотность 6,0 г/см³.

↑ Бораты

К классу боратов относятся более 100 минералов разнообразной структуры, но почти всегда сходного состава. Это главным образом кальциевые и магниевые соли (кислые, средние; водные и безводные) борных кислот H₃BO₃, HBO₂, H₂B₄O₇. В боратах известны треугольные анионные группы типа (BO₃)^3–, и тетраэдры типа (BO₄)^5–. В них, во-первых, кислород может замещаться гидроксилом ОН^–, во-вторых, они могут образовывать сложные группировки. Структуры боратов подобно структурам силикатов могут быть островными, цепочечными, ленточными, кольцевыми, слоистыми в зависимости от степени полимеризации анионных групп.

В природе наиболее распространены бораты кальция, магния, натрия – иньоит Ca(B₂BO₃(OH)₅) · 4H₂O, ашарит Mg₂(B₂O₄OH)(OH), колеманит Ca(B₃O₄(OH)₃) · H₂O, пандермит Ca₂(B₄BO₇(OH)₅) · H₂O, гидроборацит CaMg(B₂BO₄(OH)₃)₂ · 3H₂O, улексит NaCa(B₅O₆(OH)₆) · 5H₂O (табл. 15).

Они образуются как гидрохимические осадки в составе гипсовых и ангидритовых толщ. При выветривании сульфаты выносятся, а бораты остаются. Такие месторождения имеют промышленное значение как источник сырья для получения бора и его соединений. Известны, кроме того, эндогенные минералы бора, образующиеся в скарнах, – людвигит (Mg,Fe)₂Fe(BO₃)O₂ и др., в вулканических возгонах – сассолин H₃BO₃.

Все минералы бора (кроме людвигита) белого цвета или бесцветны. Колеманит образует шестоватые полупрозрачные кристаллы со спайностью вдоль удлинения и со стеклянным блеском, гидроборацит обычен в виде радиально-лучистых агрегатов, улексит образует игольчатые массы. Пандермит и ашарит – в виде белых тонкозернистых плотных (пандермит) или порошклватых (ашарит) агрегатов. Иньоит часто образует полупрозрачные ромбоэдрические кристаллы, в изломе похожие на лимонную кислоту. Все эти минералы обычно встречаются совместно. Людвигит имеет черный цвет, образует радиально-лучистые агрегаты, часто чуть присыпанные белым порошком вторичного ашарита.

Месторождения: в районе оз. Индер (к северу от Каспийского моря) крупное месторождение боратов (здесь главным минералом бора является ашарит), крупные скопления колеманита в ассоциации с гипсом и другими боратами известны в штатах Калифорнии и Невада (США) в виде высохших соляных озер и солончаков в районах с жарким сухим климатом. В Чили, блих Бакос-дель-Торо колеманит отлагается из горячих источников.

↑ Карбонаты

К минералам класса карбонатов относятся соли угольной кислоты, чаще всего это соли кальция, магния, натрия и меди. Всего в этом классе известно около 100 минералов. Некоторые из них очень широко распространены в природе, например, кальцит и доломит.

В структурах всех карбонатов четко выделяется обособленный треугольный радикал (СО3)2–, известны также минералы с добавочными анионами ОН^–, F^–, Cl^–, О^2–.

Многие из широко распространенных карбонатов, а особенно кальцит, магнезит, сидерит, доломит имеют сходные черты морфологии кристаллов, близкие физические свойства, встречаются в одинаковых агрегатах и часто имеют переменный химический состав. Поэтому отличить их по внешним признакам, твердости, спайности бывает трудно, а порой и невозможно. Издавна используется простой прием диагностики карбонатов по характеру их реакции с соляной кислотой. Для этого наносят каплю разбавленной (1:10) кислоты на зерно карбоната. Кальцит реагирует активно, и капля раствора вскипает от выделяющихся пузырьков СО₂, доломит реагирует слабо, только в порошке, а магнезит – при нагревании. Более точно определяют карбонаты лабораторными методами: химическими реакциями, рентгеновскими исследованиями, оптическим методом.

↑ Краткая характеристика минералов

J Кальцит CaCO₃.  Изоморфные примеси Mg, Fe, Mn, поэтому полная формула будет (Ca,Mg,Fe)CO₃. Тригональный. Структуру кальцита можно изобразить в виде сплюснутого по оси L₃ куба – ромбоэдра. В вершинах и центрах граней располагается кальций, а посередине ребер и в центре ромбоэдра радикалы (СО₃)^2–. Все анионные группировки ориентированы параллельно друг другу, обусловливая резкую анизотропию строения кристаллической решетки минерала и его оптических свойств. Проходя  через такую структуру, свет максимально поляризуется и распадается на два луча с разной скоростью их распространения в кристалле и, значит, с разными показателями преломления. По сравнению с другими минералами это свойство выражено в кальците наиболее сильно, так что даже его тонкие пластинки раздваивают изображение.

Кристалл встречается в друзах в одиночных кристаллах разной формы – ромбоэдрических, призматических, пластинчатых и более сложных. Он обычен и в сплошных массивных зернистых массах, в виде зернистых прожилков, гнезд и отдельных бесформенных вкраплений. Кристаллы и зерна прозрачные, полупрозрачные. Цвет белый, изредка розоватый (от Mn), голубоватый (от Sr), а при загрязнении другими минералами – серый, ржавый, черный и т. п. Совершенная спайность в трех направлениях (по ромбоэдру). Блеск стеклянный, матовый, иногда (на плоскостях спайности) перламутровый. Твердость эталонная – 3. Плотность 2,6–2,8 г/см³.

Образуется в основном в известняках хемогенным путем. Иногда в связи с отложением углекислой извести из горячих источников образуются замечательные по рисунку тонкополосчатые плотные полупрозрачные разности, известные под названием «мраморного оникса». Иногда, кальцит, выпавший в теплых морях, содержит Mg. Также часто магнезиален кальцит в твердых тканях некоторых организмов. При метаморфизме известняки превращаются в мрамор. Кроме того, кальцит образуется в скарнах, в средне- и низкотемпературных гидротермальных месторождениях.

Известняки и мраморы используются как строительный материал, для известкования почв, получения извести, как статуарный камень. Прозрачные кристаллы кальцита (исландский шпат) являются ценным оптическим сырьем.

Месторождения исландского шпата по р. Нижней Тунгуске, приурочены к эффузивным породам – траппам. Здесь он залегает в виде жил и гнезд с гигантскими размерами монокристаллов. Многочисленные мелкие месторождения в Средней Азии в Зеравшано-Гиссарском, Пскем-Угамском и др. районах. Большой известностью пользуются крупнейшие месторождения Исландии среди эффузивов.

Мел распространен широко в отложениях мелового возраста Восточно-Европейской платформы (в районе Белгорода, Краматорска – Донбасс).

Мраморы красивых расцветок добывают на Урале в Уфалейском, Златоустовском и др. районах, в Карелии, Финляндии, Забайкалье, Крыму. Месторождения оникс-мрамора желтоватых и зеленоватых расцветок известны в Закавказье, Грузии, Армении. Очень известны высококачественные мраморы Италии (месторождения Каррары на восточном берегу Генуэзского залива) и Греции, служившие в свое время материалом для античных скульптур.

J Родохрозит MnCO₃. «Родон» по-гречески – роза, «хрос» – цвет. Обычно встречается в зернистых массах и сферолитовых агрегатах, изредка – в ромбоэдрических кристаллах. Определяется по светло-розовому цвету, но нередко имеет белый, серый, зеленовато-серый цвет и тогда неотличим от кальцита и доломита. Содержит до 62 % MnO. MnCO₃ образует с FeCO₃ непрерывный изоморфный ряд. Часто содержит Ca, Mg, Fe и др.

На воздухе окраска родохрозита с течением времени буреет (окисляется). Твердость 3,5–4,5 (царапается острием ножа). Плотность 3,6–3,7 г/см³. В соляной кислоте в холоде растворяется медленно, а при нагревании бурно вскипает.

Образуется как минерал осадочных месторождений марганца и некоторых гидротермальных месторождений. Ассоциирует с силикатами марганца браунитом, гаусманитом, а также баритом, кварцем. Сравнительно небольшое уральское месторождения с гидротермальным родохрозитом, ассоциирующим с пиритом и хлоритом и др. известно среди мраморизованных известняков возле Нижнего Тагила – Сапальское. Гораздо более широко распространен родохрозит в осадочных месторождениях марганца. Здесь он ассоциирует с сульфидами железа, опалом и др. Чиатурское месторождение (Закавказье), Полуночное (Северный Урал).

Гидротермальные родохрозиты (бедные фосфором, в отличие от осадочных родохрозитов) используются для выплавления ферромарганца. Осадочные родохрозиты используются для подшихтовки при выплавлении из железных руд чугунов и в химической промышленности.

J Магнезит MgCO₃.  «Магнезия» – область в Фессалии (Греция). Тригональный. Крайний член изоморфного ряда магнезит – сидерит. Содержит до 48 % MgCO₃. Встречается в перекристаллизованных, переработанных гидротермальными растворами доломитах в виде сплошных масс зернистого строения с пятнистой бело-серой окраской. Также образуется в гнездах и прожилках в серпентинитах в виде белых плотных фарфоровидных масс. Твердость 4. Плотность 2,9–3,1 г/см³. Узнается с трудом.

Используется как руда на магний и как огнеупорный материал (выдерживает температуру до 3000º С).

J Сидерит FeCO₃. «Сидерос» по-греч. – железо. Крайний член изоморфного ряда сидерит – магнезит. Встречается в виде коричнево-бурых ромбоэдрических (чичевицеподобных) кристаллов с сильным стеклянным (металловидным) блеском и в виде зернистых масс в гидротермальных среднетемпературных месторождениях в ассоциации с сульфидами железа и меди, железистым хлоритом и др. Основная масса сидерита образуется хемогенным путем в осадочных породах, а на стадиях позднего эпигенеза сидерит перекристаллизовывается с образованием конкреций. Является рудой на железо. Гидротермальные сидеритовые месторождения известны в Штирии (Альпы) и на побережье Бискайского залива (Испания), жильные близ Зигена (Германия), осадочные сидериты слагают часть крупнейшего Керченского месторождения бурых железняков, в Шотландии и Южном Уэльсе (Англия).

Легко узнается по ржавому цвету (но неокисленные зерна и кристаллы белые), плотности.

J Смитсонит ZnCO₃. Вторичный минерал, продукт окисления сфалеритовых руд. Встречается в натечных, почковидных землистых массах, реже в кристаллах белого, зеленоватого, бурого цвета. Содержит до 65 % ZnO. Твердость 5 (самая высокая в группе кальцита). Плотность 4,1–4,5 г/см³. Трудно диагностировать.

В больших массах – руда на цинк. Цинка в смитсоните может быть больше, чем в первичных сфалеритах, из которых он выносится.

Месторождения: Турланское в хребте Кара-Тау (Казахстан), крупнейшее месторождение Ледвилл в Колорадо (США), которое разрабатывалось 30 лет как чисто свинцовое и только потом были найдены богатые смитсонитовые руды (настолько мало они приметны среди известняков и других пород).

J Доломит Са(Mg,Fe)(CO₃)₂. Двойная соль кальция и магния с изоморфной примесью железа, вплоть до образования минерала состава СаFe(CO₃)₂. Встречается в виде ромбоэдрических, иногда седлообразно искривленных кристаллов и сплошных зернистых масс. Цвет белый, коричневато-серый, ржавый. Твердость 4. Плотность1,8–2,9 г/см³. Спайность и блеск как у кальцита. Тригональный.

Образуется в средне- и низкотемпературных гидротермальных месторождениях, в осадочных толщах в водных соленосных бассейнах в ассоциации с гипсом, ангидритом и солями (первичный, редко). Может также образовываться в процессе замещения (доломитизации) осадков, поздней эпигенетической перекристаллизации магнезиального кальцита.

Доломитовые породы используются как флюс, огнеупорный материал, строительный камень и в сельском хозяйстве для известкования кислых почв.

Узнается с трудом. Даже при большом навыке визуально его не отличить от кальцита, магнезита, сидерита.

J Церуссит PbCO₃. «Церусса» по-латыни – белила. Синоним: белая свинцовая руда. Вторичный минерал зоны окисления свинцовых сульфидных руд. Образует тонкозернистые, плотные, тяжелые массы серого, полосчато-серого цвета, а также встречается в виде отдельных кристаллов и их двойниковых сростков. Кристаллы полупрозрачные, серовато-белые с алмазным блеском на гранях и жирным в изломе. Ромбический. Твердость 3–3,5. Очень высокая плотность 6,4–6,6 г/см³. Часто наблюдается в ассоциации с галенитом, лимонитом (от последнего неотличим, т. к. окрашивается в бурый цвет; забойщики отличают церуссит в лимоните по характерному хрустящему или скрипящему звуку, который возникает при разламывании). Руда на свинец. Содержание PbO до 84 %.

Диагностические признаки: характерен алмазный блеск и высокая плотность.

Месторождения: в Казахстане (хр. Кара-Тау – Турланское), Нерчинский район (Забайкалье – Тайнинское, Кадаинское), Алтай (Риддерское, Зыряновское и др.) – встречаются прекрасно образованные кристаллы.

J Арагонит CaCO₃. Назван по месту Арагония (Испания), где был впервые установлен. Ромбический. Одиночные кристаллы таблитчатые или призматические, игольчатые. Встречаются двойники, тройники (шестиугольных очертаний). Встречается в виде натечных, шаровидных форм. Образуется при гидротермальных процессах в трещинках серпентинитов, пустотах базальтов, изредка в мраморах, отложениях из горячих минеральных источников в виде оолитов или известковых туфов («гороховый» или «икряной камень» карловарских источников в Чехии). Однако, чаще всего образуется при экзогенных процессах (в коре выветривания ультраосновных пород в ассоциации с доломитом, гипсом, глинистым веществом и др.). Образует «железные цветы» – спутанно-волокнистые образования белого цвета (известны в Бакальском месторождении Ю. Урала среди бурых железняков).

Цвет белый, желтовато-белый, фиолетовый и серый. Отдельные кристаллы часто прозрачны и бесцветны. Блеск стеклянный. Твердость 3,5–4. Плотность 2,9–3 г/см³. В соляной кислоте подобен кальциту. Отличается отсутствием спайности по ромбоэдру, повышенной твердостью и формой кристаллов.

Является одним из основных компонентов (наряду с кальцитом и органическим веществом – конхиалином) перламутра, жемчуга, костей ряда животных.

J Малахит Ca₂(CO₃)(OH)₂ и азурит Ca₃(CO₃)(OH)₂. Это безводные карбонаты меди. Минералы зоны окисления халькопирита и других сульфидов меди вблизи с мраморами. Малахит образует натечные, почковидные, радиально-лучистые, гроздьевидные агрегаты, пленки, примазки по трещинам и пустотам. Часто встречается в псевдоморфозах по самородной меди, куприту, азуриту. Цвет ярко-зеленый, в почковидных массах характерно чередование более темных зеленых и более светлых голубоватых зон. Блеск стеклянный, матовый и шелковистый. Твердость у малахита и азурита сходные 3,5–4, как и плотность 3,9–4 г/см³.

Используется как краска и как ценный (и теперь очень редкий в России) декоративный и поделочный камень. Входит в состав медных руд («медная зелень»). Азурит встречается вместе с малахитом в виде зернистых кристаллических агрегатов и потеков темно-синего и голубого цвета. Используется как синяя краска. Является компонентом медных руд. Оксида меди в малахите до 72 %, а в азурите до 70 %.