Минералообразование в зонах окисления сульфидных месторождений.

Зоны окисления – это продукты выветривания верхних частей рудных месторождений, вышедшие в условия дневной поверхности и оказавшиеся под влиянием поверхностных агентов выветривания.

Ведущая химическая реакция – реакция окисления.

Наиболее активно зоны окисления формируются за счет окисления сульфидных месторождений.

Типы кристаллических структур минералов и их связь с морфологией индивидов и агрегатов (на примере силикатов).

Для силикатов и алюмосиликатов более ярко, чем в других классах соединений, проявляется отражение структурных особенностей в их физических свойствах.

Силикаты характеризуются сложным химическим составом и внутренним строением. В основе их структуры лежит кремне-кислородный тетраэдр. В центре – ион Si, вершины – ионы O_2, создающие 4-ех валентный радикал. Этот тетраэдр является наипростейшим элементом структуры силикатов. В пространстве кремне-кислородные тетраэдры могут различно сочетаться друг с другом. Что определяет кристаллическую структуру минерала и лежит в основе современной классификации силикатов и алюмосиликатов. Усложнение структуры идет по пути сочленения кремне-кислородных тетраэдров, которое происходит через вершины, с образованием между соседними тетраэдрами общего иона кислорода. Соответственно сочленение возможно через 1,2,3,4 вершины. В зависимости от вариантов сочленения и их расположения в пространстве могут образовываться определенные типы структур.

1. Островная. С изолированными тетраэдрами; R [SiO₄]^4-, вокруг радикала концентрируются катионы и получаются островки.

Свойства: кристаллы повторяют симметрию кристаллической решетки; кристаллы довольно симметричные и не всегда кубической сингонии; зернистые агрегаты; характерны ромбическая, тригональная и тетрагональная сингонии; высокая твёрдость (больше 6); высокая плотность.

Минералы: оливин, циркон, гранаты.

2. Островная со сдвоенными радикалами. Соединение через одну общую вершину. R [Si₂O₇]6.

Свойства: вытянутые кристаллы; наличие спайности; высокая твердость (больше 5); средняя плотность. Минералы: эпидот, ортит.

3. Кольцевая. Сочленение через две общие вершины. Минимальный элемент структуры [SiO₃]^2-.

Общая формула радикала [Si_nO_3n]^2n-, n= 3,4,6.

Свойства: симметрия радикала предполагает наличие поворотных осей симметрии 3,4 и 6 порядков; средняя категория кристаллизации (тетрагональная, тригональная, гексагональная, ромбическая – если элементарная ячейка псевдогексагональная); высокая кристаллизационная способность, т.е. образование кристаллов; несовершенная спайность; отдельность по поперечному сечению; высокая твердость (7-7,5); низкая плотность. Минералы: берилл, кордиерит, турмалин.

4. Цепочечная. Сочленение через две общие вершины. Тетраэдры вытянуты в одном направлении.

Общая формула: [Si_nO_3n]^2n-, n= 2,3,5. [Si₂O₆]^4- - пироксены, [Si₃O₉]^6- - волластонит, [Si₅o₁₅]^10- - родонит. Свойства: низшая категория; совершенная спайность с прямым углом; ступенчатый излом; умеренная твердость.

5. Ленточная. Силикаты со сдвоенными цепочками. Соединение частично через две, частично через три вершины. R – [Si₄O₁₄]^6- - амфиболы.

Свойства: моноклинная сингония, но может быть и триклинная, и ромбическая; вытянутые, игольчатые, призматические агрегаты; совершенная спайность в двух направлениях под углом 54 и 126 градусов; твердость и плотность схожа с пироксенами, но ниже из-за анионов.

6. Слоистая. Сочленение через три вершины. R – [Si₄O₁₀]^4-, [AlSi₃O₁₀]^5-. В составе всегда присутствует вода.

Свойства: низшая категория, моноклинная сингония; псевдогексагональные, мелкие, плохо образованные кристаллы; плохая кристаллизационная способность; чешуйчатые, листоватые агрегаты с перламутровым отливом; низкая твердость (1-3,5); весьма совершенная спайность. Свойства слоистых минералов обусловлены тем, что в кристаллических решетках силикатов в основном проявлены ионно-ковалентные химические связи, а в слоистых между слоевыми пакетами – вандервальсовская (остаточная) связь. Связь, которой нет в чистом виде. Минералы: слюды, глины, хлориты, тальк, перофирит, серпентин.

7. Каркасная. Сочленение через четыре вершины. Наименьший элемент структуры [SiO₂]⁰. R – [Si_nO_2n]⁰. Такая структура нейтральна, так как имеет полностью скомпенсированный заряд.

Чтобы каркас приобрел заряди полностью перешел в разряд радикалов: [Si_nO_2n]⁰+ Al³⁺ → [Al_xSi_x-nO_2n]^x-. x=1, n=4 [AlSi₃O₈]^- - КПШ, альбит, x=2, n=4 [Al₂Si₂O₈]^2- - плагиоклазы, x=1, n=2 [AlSiO₂]^- - нефелин. Свойства: прочная структура; твердость больше 5; невысокая плотность; возможна спайность при проявлении слоистого или цепочечного геометрического мотива.