Каркасные силикаты являются в основном породообразующими минералами, а также служат сырьем для производства глинозема, керамики, поделочных и облицовочных камней, катализаторов и удобрений.

2.2. КАРБОНАТЫ

Карбонаты – это соли кислоты H2CO3. Ведущими катионами карбонатов являются Ca2+, Mg2+, Na+ и Fe2+, менее распространены катионы Cu2+, Zn2+, Pb2+, Mn2+, TR3+, Bi3+. Очень часто в минералах присутствуют добавочные анионы: (ОН)1–, Сl1–, F1–, [SO4]2– и [PO4]3–. Изоморфизм элементов

ограничен. Полный изоморфизм известен только в парах Fe2+ Mn2+ и

Mg Fe2+.

Для карбонатов характерны хорошо образованные кристаллы, достигающие значительных размеров (до нескольких десятков сантиметров). В природе встречаются плотные, различной степени зернистости массы, радиально-лучистые, игольчатые, натечные и почковидные агрегаты.

Физические свойства карбонатов зависят от их химического состава. Окраска – преимущественно светлых тонов, исключая карбонаты меди (зеленые, синие), UO22+ – желтые. Розовые, красные, черные цвета карбонатов обусловлены механическими примесями. Твердость в среднем составляет 3–5, плотность в интервале – от 1,42 до 7,0 г/см3 [8].

29

Большинство карбонатов кристаллизуются в тригональной сингонии и имеют совершенную спайность по ромбоэдру, менее распространены карбонаты ромбической и моноклинной сингоний.

Для диагностики карбонатов применяют реакцию с разбавленной (1 : 10) соляной кислотой.

Происхождение карбонатов преимущественно экзогенное, в огромных массах они накапливаются в осадочных процессах. В гидротермальных жилах они образуются при средних и низких температурах (свинцово-цинковые, арсенидные руды). Метаморфические процессы приводят к перекристаллизации осадочных карбонатов в кальцитовые и доломитовые мраморы.

К классу карбонатов относят минералы групп кальцита, доломита, арагонита и малахита. Классификация минералов с формулами приведена в табл. 10.

Таблица 10

Класс карбонатов, подкласс островных карбонатов

Карбонаты применяют в производстве цементов, огнеупоров, в химической и металлургической промышленности. Малахит и азурит используют как полудрагоценные камни. Кроме того, некоторые карбонаты представляют собой руды железа, марганца, свинца, цинка, стронция и бария.

30

2.3. ФОСФАТЫ, АРСЕНАТЫ, ВАНАДАТЫ

Минералы данного класса представляют собой соли фосфорной H3PO4, мышьяковой H3AsO4 и ванадиевой H3VO4 кислот.

Основой структуры фосфатов, арсенатов и ванадатов служат тетраэдрические радикалы [PO4]3–, [AsO4]3–, [VO4]3–, состоящие из четырех атомов кислорода, расположенных вокруг центрального катиона P5+, As5+, V5+. Связь внутри радикала – ионно-ковалентная, прочная. Указанные выше радикалы соответственно связаны между собой посредством катионов, находящихся в шестерной координации (к.ч. = 6).

Помимо указанных анионных радикалов присутствуют дополнительные анионы (ОН)1– в арсенатах, иногда в фосфатах, Cl1– – в ванадатах, реже О2–, СО32–, SO42–, WO42–. Значительную роль играет вода (H2O), входящая в состав более чем 50 % фосфатов, более чем 60 % арсенатов и более чем в 45 % ванадатов. Характер воды цеолитный.

Ведущие катионы минералов описываемого класса представлены Ca, FeII, Cu, Al, UO22+ (уранильная группа), меньшую роль играют Pb, Mg, FeIII, K, Mn, Zn, TR и Th. Явления изоморфизма в этом классе довольно ограничены.

Большинство фосфатов и их аналогов кристаллизуется в виде удлиненных до игольчатых и таблитчатых уплощенных кристаллов. Для первых характерны шестоватые, лучистые агрегаты, для вторых – чешуйчатые. Почти для всех минералов характерны землистые колломорфные агрегаты, налеты, корки, скрытокристаллические скопления.

Минералы класса фосфаты, содержащие [UO2],2+ имеют канареечножелтый или изумрудно-зеленый цвета. Наличие тех или иных элементов придает соответствующие окраски минералам: Cu – зеленые тона разных оттенков до зеленовато-голубого цвета; Co – розоватые до малиновокрасных; Ni – яблочно-зеленый; Fe – бурые, синие.

Большинство фосфатов и их аналогов имеют низкую и среднюю твердость, редко доходящую до 6–6,5. Плотность минералов колеблется от легких до тяжелых (6–7).

Подавляющая часть фосфатов, арсенатов и ванадатов образуются в результате экзогенных процессов, особенно в зонах окисления рудных месторождений. Меньше минералов магматического (апатит, монацит, ксенотим) или пегматитового (амблигонит) происхождения.

Класс фосфатов, арсенатов и ванадатов включает следующие минералы: монацит, апатит, пироморфит, вивианит, эритрин, аннабергит, скородит, торбернит, отэнит, тюямунит, карнотит и бирюзу (табл. 11–13).

31

Таблица 11

Подкласс островных фосфатов и их аналогов

Минералы данных классов представляют собой ценные источники редких земель, фосфора, радиоактивных элементов и полудрагоценных камней.

32