Соли кислородных кислот - раздел Геология, Геология Соли Кислородных Кислот. В Этот Класс Минералов Входят С...
Соли кислородных кислот. В этот класс минералов входят соли различных кислородных кислот, главными из которых являются угольная (карбонаты), серная (сульфаты), фосфорная (фосфаты) и кремневая (силикаты), выделяемые в виде отдельных подклассов. Карбонаты и силикаты имеют особенно большое значение как породообразующие минералы. Учитывая сложность и важность рассматриваемого класса минералов целесообразно привести краткое описание каждого из отдельных подклассов.
Карбонаты.Из неорганических соединений углерода в природе известно около ста минералов, большая часть из которых относится к солям угольной кислоты (H2CO3) и получила название карбонатов. Эти минералы очень широко распространены в верхней части литосферы и среднее их содержание в земной коре составляет 1,5 мас.%. В структуре карбонатов анионные группы [CO3]2- в форме плоских треугольников изолированы друг от друга катионами или дополнительными анионами. Обычно карбонаты подразделяются на безводные и водные. К безводным карбонатам относятся такие породообразующие минералы как кальцит - CaCO3, магнезит - MgCO3, доломит - CaMg(CO3)2, сидерит - FeCO3, основные карбонаты меди: малахит - Cu2(CO3)(OH)2 и азурит - Cu3(CO3)2(OH)2 , в которых вхождение гидроксил-иона (ОН)- компенсирует избыточный заряд катионов; к водным - сода - Na2[CO3].10H2O. Цвет карбонатов, как и большинства других минералов, зависит от вхождения в структуру ионов-хромофоров. Медные карбонаты зеленые или синие; урановые - желтые; карбонаты, содержащие железо или редкоземельные элементы, окрашены в коричневатые цвета, но большинство карбонатов белые или бесцветные. Твердость карбонатов обычно составляет 3-5. Удельный вес
меняется в широких пределах в зависимости от химического состава минералов. Самый легкий из карбонатов - сода; наибольшим удельным весом обладают карбонаты висмута и свинца. Большинство карбонатов относительно хорошо растворяются в воде богатой свободной углекислотой по схеме СаСО3 + СО2 + Н2О Са(НСО3)2; некоторые из них интенсивно вскипают в разбавленной (10 %) соляной кислоте, выделяя при этом пузырьки СО2. Условия протекания реакции с кислотой (кусочки или порошок исходного минерала, интенсивность разложение при нагревании и без него) являются одним из основных диагностических свойств при идентификации широко распространенных карбонатов кальция, магния и железа. Из оптических свойств для карбонатов характерно весьма высокое двулучепреломление - следствие наличия в структуре этих минералов плоских групп [CO3]2-. В большинстве случаев карбонаты образуются в гипергенных процессах (хотя известны и магматические карбонаты). Происхождение некоторых карбонатов, например, кальцита в известняках, связано с жизнедеятельностью организмов. Гидротермальные карбонаты распространены в жилах, контактово-метасоматических зонах, в отложениях минеральных источников, в миндалинах вулканических пород. Многие карбонаты имеют практическое значение как руды на железо, цинк, свинец и медь. Плотные массивные карбонатные породы - известняки, мраморы, доломиты - используются в качестве строительного материала.
| | | | |
| Гипс
| барит
| целестин
| англезит
|
Сульфаты, хроматы, молибдаты и вольфраматы.Сульфаты - минералы, представляющие собой соли серной кислоты (H2SO4), могут образовываться в природе лишь в условиях повышенной концентрации кислорода, необходимой для перевода серы в высшую степень окисления (S6+) и при относительно низких температурах. Такие условия в земной коре создаются вблизи поверхности, где и встречается основная масса сульфатов. В природе известно около 300 минералов, относящихся к этому классу соединений, но по массе они составляют менее 0,1 % веса земной коры. В структурном отношении комплексный анион [SO4]2- характеризуется крупным размером. Поэтому образование устойчивых кристаллических структур возможно лишь при сочетании этого аниона с крупными двухвалентными катионами (Ba2+, Sr2+, Pb2+). Структуры сульфатов, катионы которых имеют небольшие радиусы, могут образовываться практически только при наличии молекул воды, которые располагаются в свободном пространстве. Одновалентные катионы щелочных металлов образуют слабые кристаллические структуры и, подобно сульфатам двухвалентных малых катионов, легко растворяются в воде. Сульфаты трехвалентных металлов встречаются только в виде водных соединений. Среди сульфатов широкое распространение получили двойные и более сложные соли одно-, двух- и трехвалентных металлов. Часто встречаются сульфаты с добавочными анионами (OH-, Cl-, CO32-, PO43- и др.). Характерной особенностью всех сульфатов является их небольшая твердость (меньше 3,5). Наиболее часто в природе встречаются следующие сульфаты: гипс - CaSO4.2H2O, ангидрит - CaSO4, барит - BaSO4, целестин - SrSO4, англезит - PbSO4, тенардит - Na2SO4, мирабилит - Na2SO4.10H2O, алунит - KAl3(SO4)2(OH)6 и ярозит - KFe3(SO4)2(OH)6.
Хроматы - представители солей ортохромовой кислоты (H2CrO4) - очень редки. Они встречаются в зонах окисления некоторых полиметаллических месторождений, классическим из которых является Березовское на Среднем Урале. Именно в хромате из этого месторождения - крокоите - PbCrO4 в 1797 г. был открыт химический элемент хром.
Большинство молибдатов - солей молибденовой кислоты (H2MoO4) - являются гипергенными минералами, образующихся в зонах железных шляп рудных месторождений в результате окисления молибденита (MoS2). Наиболее распространенные молибдаты (вульфенит - PbMoO4, ферримолибдит - Fe23+[MoO4]3.7H2O) имеют большое поисковое значение.
Вольфраматы - соли вольфрамовой кислоты (H2WO4) в природе немногочислены. Однако в рассматриваемый подкласс входят два промышленно важных рудных минерала - вольфрамит - (Fe,Mn)WO4 и шеелит - CaWO4, имеющих глубинное происхождение.
Фосфаты, арсенаты и ванадаты.В природе установлено более 450 минеральных видов, принадлежащих солям ортофосфорной (H3PO4), мышьяковой (H3AsO3) и ванадиевой (H3VO3) кислот. Распространенность этих минералов в земной коре относительно невелика и составляет около 0,7 % по массе. Все фосфаты, арсенаты и ванадаты подразделяются на безводные и водные. Сравнительно крупные размеры трехвалентных анионов [PO4]3-, [AsO4]3- и [VO4]3- обусловили устойчивость в природе безводных соединений типа R3+[XO4], где X = P, As или V, а R3+ - крупные трехвалентные ионы, например, редкоземельных элементов: церия в монаците - Ce[PO4] или иттрия в ксенотиме - Y[PO4]. Наиболее устойчивыми в земной коре фосфатами двухвалентных металлов также являются соединения с относительно крупными катионами (Ca2+, Sr2+), но с уже дополнительными анионами (OH-, F-, Cl- и др.); примером может служить апатит - Ca5[PO4]3(F,Cl,OH). Для арсенатов и ванадатов характерны соединения со свинцом, причем добавочным анионом служит Cl-, как, например, в миметезите - Pb5[AsO4]3Cl или в ванадините - Pb5[VO4]3Cl. Элементы с относительно маленькими ионными радиусами образуют, как правило, соединения, содержащие существенное количество молекул H2O. Особое положение по составу среди водных фосфатов, арсенатов и ванадатов занимают, так называемые, урановые слюдки - двойные соли уранил-иона (UO2)2+ и двухвалентных металлов (главным образом, Cu2+ и Са2+): торбернит - Cu(UO2)2[PO4]2.12H2O, отунит - Ca(UO2)2[PO4]2.10H2O, тюямунит - Ca(UO2)2[VO4]2.8H2O и другие. Многие водные соединения или соли основного типа, относящиеся к фосфатам и их аналогам, являются редкими или очень редкими минералами. Представители группы имеют в большинстве случаев гипергенное происхождение - образуются в близповерхностных условиях в результате разложения органических остатков (фосфаты), окисления мышьяковых соединений (арсенаты) и за счет рассеянного в осадочных породах ванадия (ванадаты). Некоторые фосфаты образуются магматическим путем. Наибольшее распространение и значение получили фосфаты, а среди последних - апатит. Он встречается во многих типах магматических и метаморфических пород и используется как сырье для производства фосфорных удобрений.
Все темы данного раздела:
Предмет геология и система геологических наук
Геоло́гия — наука о составе, строении и закономерностях развития Земли, других планет Солнечной системы и их естественных спутников.Геология полезных ископаемых
Связь Геологии с другими науками.
В своем развитии геология опиралась и опирается на различные естественные науки, а по мере накопления фактических материалов сама явилась родоначальницей некоторых естественных наук, которые сейчас
Солнечная система и ее строение
Со́лнечная систе́ма — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца. Бо́льшая
Происхождение Солнечной системы и планеты Земля
Немецкий философ Эммануил Кассет в 1755 г. высказал идею происхождения Вселенной из первичной материи, состоящей из мельчайших частиц. Образование звезд, Солнца и других космический тел, по его мне
Форма, физический состав и химические свойства Земли
Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Расстояние точек геоида, до точек аппроксимирующего его эллипсоида составляет до 100 метров[42]. Средний диаметр планеты примерно рав
Внешние сферы Земли их строение и состав
Приповерхностные части планеты (верхняя часть литосферы, гидросфера, нижние слои атмосферы) в целом называются географической оболочкой и изучаются географией. Рельеф Земли очень разнообразе
Внутренние сферы Земли их строение и состав
Земля, как и другие планеты земной группы, имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жид
Эволюция и возраст Земли
Согласно современным научным представлениям, Земля и другие планеты Солнечной системы, сформировались 4,54 млрд лет назад[19] из протопланетарного диска пыли и газа, оставшегося после фо
Абсолютная и относительная геохронология
Термин «абсолютный» считается устаревшим. Название метода — условное, приведено только как антоним заголовку предыдущего раздела. Ряд исследователей дают другие названия: ядерная геохронология,
Геологическая история земной коры и жизни на ней
Изначально Земля была расплавлена и раскалена из-за сильного вулканизма и частого столкновения с другими телами. Но, в конце концов, из-за накопления воды в атмосфере, внешний слой планеты охлаждае
Химический состав Земной коры
Химический состав земной коры был определен по результатам анализа многочисленных образцов горных пород и минералов, выходящих на поверхность земли при горообразовательных процесс
Понятие минералов. Первичные и вторичные минералы
Минералы — это природные тела, приблизительно однородные по химическому составу и физическим свойствам, образующиеся в результате физико-химических процессов на поверхности или в г
Основные породообразующие минералы
Породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Наибольшее значение имеют силикаты (75 % массы земной коры). Дл
Характеристика силикатов
Силикаты и алюмосиликаты представляют собой обширную группу минералов. Для них характерен сложный химический состав и изоморфные замещения одних элементов и компле
Самородные Элементы
Самородные элементы и интерметаллические соединения. На сегодняшний день в природе известно более 30 элементов, находящихся в самородном состоянии. Однако число минералов прина
Оксиды и гидроксиды
Окисиды и гидроксиды. Минералы этого класса очень широко распространены в природе и играют большую роль в сложении земной коры. Оксиды и гидроксиды образованы примерно тридцать
Сульфиды
Сульфиды и их аналоги. К рассматриваемому классу относятся сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения металлов и полуметаллов. Наибольшее число
Галогениды
Галогениды. К классу галогенидов относится приблизительно 100 минералов, представляющих собой соли галогеноводородных кислот HF, HCl, HBr и HI. Наиболее распространены хлориды
Понятие горных пород
Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре. Планеты земной гр
Магматизм. Происхождение магматических горных пород.
Вулканические породы (вулканиты) — горные породы, образовавшиеся в результате излияния магмы на поверхность, и затем застывшей. Магматические горные породы (интрузивные и эффузивные) классифицируют
Этапы образования осадочных горных пород
Осадочные горные породы (ОГП) — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения
Обломочные горные породы и их характеристика
Обломочная порода — главнейшая часть механогенных пород. Среди осадочных пород «обломочные породы» (далее ОП) представляют собой одни из самых распространённых классов горных п
Осадочные горные породы химического происхождения и их характеристика
Породы химического происхождения - это осадочные породы, которые образовались в результате выпадения солей из водяных растворов или в результате химических реакций, происходящих в земной коре. Эти
Органогенные осадочные горные породы и их характеристика
Органогенные породы - осадочные породы, являющиеся продуктами жизнедеяельности организмов, - известняки, мел, торф, угли, нефть и др. Известняки, как правило, состоят из минерала кальцита CaCO3. По
Пирокластические осадочные горные породы особенности происхождения и характеристика
Пирокластические породы образуются в результате мощных взрывов при вулканических извержениях, когда в атмосферу выбрасываются газово-обломочные тучи или разбрызгивается жидкая лава. Обломочный мате
Понятие метаморфизма и его виды
Под метаморфизмом понимают изменение и преобразование горных пород под влиянием различных эндогенных геологических процессов, вызывающих значительные изменения термодинамических ус
Текстуры метаморфических пород
Текстура пород, как пространственная характеристика свойств породы, отражает способ заполнения пространства.
· Сланцевая: большое распространение в метаморфических породах получили
Породы регионального метаморфизма
Здесь приведены породы образовавшиеся в результате регионального метаморфизма (от менее к более метаморфизованным).
1. Глинистые сланцы — представляют начальную стадию мет
Метаморфические породы образовавшиеся при динамометаморфизме
Это породы, возникающие под действием динамометаморфизма и тектонических нарушений в зоне дробления. Дроблению и деформации подвергаются не только сама порода, но и минералы.
1. Ка
Понятия об эндогенных и экзогенных геологических процессах
Эндогенные процессы — «созидатели», они создают на Земле горы, поднятия, впадины и котловины, создают и порождают горные породы, минералы и полезные ископаемые.
Эк
Магматизм и вулканизм и формы их проявления
Магматизм — термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологичес
Землетрясение и его виды
Землетрясе́ния — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными про
Тектонические движения земной коры
Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. измен
Понятие выветривания и его виды
Выве́тривание — разрушение горных пород. Совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящих к обра
Физическое выветривание
Чем больше разница температур в течение суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании уве
Химическое выветривание
Химическое выветривание — это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с обра
Биологическое выветривание
Биологическое выветривание — это механическое разрушение и химическое изменение горных пород под воздействием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Этот вид выветривания связан с почво
Экзогенные геологические процессы
геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в припове
Разрушительная деятельность ветра
Разрушительная деятельность ветра состоит из дефляции и корразии. Дефляция - это выдувание и разрушение ветром рыхлых частиц горных пород на поверхности Земли вследствие непосредственного давления
Траспортирующая деятельность ветра
Следующим процессом, происходящим после дефляции, является перенос разрушенного материала. Транспортирующая деятельность ветра бывает трех видов:
• перенос по воздуху наиболее мелких части
Созидательная деятельность ветра
Следом за переносом происходит аккумуляция - отложение и накопление перенесенного материала. Среди эоловых отложений выделяют глинистые, пылеватые и песчаные. Песчаные эоловые отложения чаще всего
Геологическая деятельность временных поверхностных потоков
Геологическая работа поверхностных текучих вод зависит от массы воды и скорости ее течения. Чем больше масса и скорость, тем больше совершаемая работа. Она складывается из смыва, размыва (эрози
Геологическая деятельность рек и ручьев
Реки производят огромную денудационную и аккумулятивную работу, существенно преобразуя рельеф. Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, смешанное, за счет подземных вод. Для каждой реки
Разрушительная и созидательная деятельность грунтовых вод
Атмосферные осадки, попадая на земную поверхность, разделяются обыкновенно на три неравные части. Одна часть течет прямо по поверхности и образует ручьи, реки и озера: другая - испаряется, возвраща
Геологическая работа ледников
В геологическом прошлом, в так называемые ледниковые эпохи, ледники покрывали до 45,24 млн. км2 площади в Антарктиде, Европе, Азии, Северной Америке и в горах Африки и Южной Америки.
Отдел
Геологическая деятельность озер и болот
По сути, геологическая деятельность озер имеет много общего с работой моря. Родственны как факторы, так и процессы, так и образующиеся осадки. Среди факторов, определяющих особенности геол
Геологическая работа морей и океанов
Море, занимающее около 71 % земной поверхности, является могучим геологическим фактором, непрерывно работающим над изменением лика Земля. Как и остальные геологические факторы (ветер, лед, текучие
Осадочные породы четвертичного периода
Хотя изверженные породы широко распространены, все же основные поверхности земной суши покрыты осадочными породами. Поэтому можно считать, что в современную эпоху почвообразовательный процесс проис
Агрономические руды
горные породы, являющиеся исходным сырьём для получения минеральных удобрений. Термин "А. р." введён в 1921 Я. В. Самойловым. К ним принадлежат горные породы, содержащие фосфор, калий и а
Геологическое строение Северного Кавказа
Разнообразие рельефа позволяет выделить в пределах Кавказа несколько орографических областей: Предкавказье, располагающееся между Кумо-Манычской впадиной и горами, и на собственно
Геоморфология
Геоморфоло́гия (от др.-греч. γῆ — Земля + μορφή — форма + λόγος — учение) — наука о рельефе,
Новости и инфо для студентов