Сульфаты (соли серной кислоты)

К сульфатам относится около 260 минералов, но по своей массе они со­ставляют не более 0,1% от массы земной коры. В основном это сернокислые соли Nа, К, Са, Mg, Ba и некоторых других металлов.

Обычно они отличаются малым удельным весом, небольшой твердостью и светлой окраской. Многие из них содержат в значительном количестве воду. По происхождению это морские или озерные химические осадки, реже – продукты окисления сульфидов или гидротермальные выде­ления.

Ангидрит, CaSO₄. Удельный вес – 2,8-3,0; твердость – 3,35; цвет – белый, с голубым, сероватым, иногда красным оттенком. Встречаются про­зрачные бесцветные кристаллы. Блеск – стеклянный, на плоскостях спай­ности перламутровый отлив. Спайность – водном направлении совершенная, по двум другим – средняя. При соприкосновении с водой переходит в гипс. В порошке растворяется в H₂SО₄. Происхождение – осадочное (в лагунах и отмирающих морских бассейнах), реже встречается в гидротермальных жилах и очень редко в контактово-метасоматических месторождениях. Ан­гидрид почти всегда находится вместе с гипсом. Применяется в строитель­ной промышленности как вяжущий материал (цемент), а плотные тонко-кристаллические разности идут на разнообразные поделки.

Гипс, CaSO₄·2H₂O. Удельный вес – 2,3; твердость – 1,5-2,0; цвет – белый, бесцветный, желтый, красный, черный в зависимости от примесей; блеск – стеклянный, до перламутрового; сингония – моноклинная. Отли­чается малой твердостью (царапается ногтем). Часто образует крупные кристаллы – призматические, игольчатые, пластинчатые, сросшиеся в раз­личных направлениях. В одном из направлений – весьма совершенная спай­ность. Различают много разновидностей гипса. По своему происхождению гипс связан с процессами выпадения солей из водных растворов (в высыхаю­щих лагунах), при испарении растворов, циркулирующих в песках пустынь и т. п. Главнейшие месторождения – бассейны р. р. Камы и Волги и др. Широко используется в строитель­ном деле, в архитектуре, скульптуре, сельском хозяйстве, химической про­мышленности и др.

Фосфаты (соли фосфорных кислот)

Группа фосфатов и некоторых родственных соединений заключает в себе до 350 минералов, составляющих, однако, менее 1% от массы земной коры. Некоторые из фосфатов служат важным сырьем для получения мине­ральных удобрений и фосфора.

Апатит, Ca₅(F, CI) (P0₄)₃. Известен большой ряд апатитов, несколько различающихся по химическому составу. Удельный вес – 3,1-3,2; твердость – 5,0; цвет – зеленый, бурый, бесцветный, желтый, фиолетовый; блеск – стек­лянный, на изломе жирный; спайность – несовершенная; хрупок; сингония – гексагональная. Встречается в форме скоплений мелких полупрозрачных кристалликов, хорошо образованных кристаллов, или в виде зернистых, плотных тонкокристаллических и землистых масс. Происхождение апатита самое разнообразное: магматическое, гидротермальное и осадочное. Круп­нейшее месторождение апатита эксплуатируется в Хибинах. Используется для получения искусственного удобрения – различных суперфосфатов, а также для получения фосфора.

Окислы

К окислам относится около 200 минералов; на их долю приходится до 17% от массы земной коры. К ним относятся такие распространенные ми­нералы, как кварц и окислы железа. Твердость минералов обычно велика. Окислы железа, хрома, марганца, алюминия являются важнейшими рудами соответствующих металлов.

Кварц, SiO₂. Один из самых распространенных минералов, имеет наибольшее значение в строении земной коры (около 12%). Удельный вес 2,5-2,8; твердость – 7,0; цвет – бесцветный, белый, желтый, черный, фиолетовый, блеск – стеклянный; спайность – весьма несовершенная; излом – рако­вистый; сингония – гексагональная. Встречается в форме отдельных хоро­шо ограненных призматических шестигранных прозрачных кристаллов или сплошными массами, выполняющими полости трещин. Известны многочис­ленные разновидности кварца: белый, непрозрачный – молочный кварц; бесцветный, прозрачный, в хороших кристаллах – горный хрусталь; фиолетовый – аметист; серый и бурый разных оттенков – дымчатый кварц; черный – морион и др. Особой разновидностью кварца является халцедон, в том числе красивые полосатые агаты, с топкой скрытокристаллической структурой и пестрой окраской. Широко известен кремень – агрегат кри­сталлического непрозрачного кварца с характерным раковистым изломом, встречающийся в виде стяжений, конкреций в известняках и мергелях. Кварц образуется различным путем: при застывании и при кристаллизации магмы, при метаморфических процессах, гидротермальным путем, экзоген­ным путем, при дегидратации и раскристаллизации гелей кремнезема. В про­цессе разрушения кварцсодержащих пород образуются мелкие зерна квар­ца. Встречается в магматических, метаморфических и осадочных горных по­родах (гранит, кварцевый порфир, гнейс, песчаник, кварцит и др.). Часто является основным минералом гидротермальных жил.

Прозрачные разности кварца используются для изготовления опти­ческих приборов, как поделочный камень для украшений, в радиотехнике в качестве фильтра для радиоволн. Кварц используется также для изготов­ления химической посуды, отличающейся огнеупорностью и кислотоупор­ностью, а также в стекольно-керамнческой промышленности.

Боксит, А1₂O₃ · nН₂O. Состоит из гидратов окислов алюминия – диаспора и гидраргилита. Удельный вес – 2,5-3,5; твердость 1,0-3,0; цвет – белый, желтый и д-р; блеск – матовый или совсем нет. Обычно выглядит как сплош­ная землистая масса. Образуется в поверхностной части земной коры в ре­зультате разрушения коренных пород, содержащих алюминий. Крупные месторождения эксплуатируются в районе Тихвина (Ленинградская область), Североуральска (Северный Урал), в Каратау и др. Используется как руда на алюминий.

Гематит (красный железняк), Fe₂O₃. Удельный вес – 5,0-5,2; твердость 5,5-6,5; цвет – красный, черный, бурый; блеск – металловидный, полуме­таллический; сингония – тригональная. На фарфоровой пластине дает крас­ную черту. Имеется много разновидностей. Происхождение гематита весьма разнообразно, но в основном связан с процессами регионального метамор­физма и образуется при высоких давлениях и температурах. Крупные место­рождения – Урал. Гематит является важнейшей железной рудой.

Магнетит (магнитный железняк), FeO·Fe₂O₃. Удельный вес – 5,2; твердость – 5,5-6,0; блеск – полуметаллический; цвет – железно-черный; черта черная; излом – раковистый; сингония – кубическая. Отличается от других минералов ясно выраженной магнитностью. Образуется при застывании основной магмы, в зоне контактного и регионального метаморфизма. Важнейшие месторождения – горы Магнитная, Высокая, Благодать (Урал), Курская область (КМА) и др. Магнетит – самая богатая руда на железо.

Лимонит (бурый железняк), 2Fe₂O₃nH₂O. Известно множество разновидностей лимонита, отчего сильно меняются и его физические свойства. Удельный вес – 3,6-4,0; твердость – 4,0-5,5 (в рыхлых разностях – до 1,0); цвет – желтый, бурый, до черного; черта – светлобурая, иногда светло-желтая; сингония – ромбическая. В форме небольших скоплений, конкре­ций, желваков, натеко и т. п. широко распространен в поверхностной части земной коры. Образуется в результате окисления сернистых соединений же­леза и других железосодержащих минералов. Нередко лимонит осаждается на дне озер и болот, образуя так называемую болотную руду. Образуется и в морских водоемах. Крупные месторождения – Халиловское и Алапаевское (на Урале), Липецкое и Тульское. Важная руда на железо.