Тотықтар, сулы тотықтар және галогенидтер кластарының жалпы сипаттамасы

Тотықтар, сулы тотықтар класы. Ауыр өнеркәсіпте көп пайдаланатын металдар (темір, хром, марганец, алюминий т.б.) оттекпен қосылып табиғатта химиялық құрамы күрделі, маңызы зор тотықтар минералдарын құрайды. Оттек – өте активті элемент және Жер шарына көп тараған (49 %). Сулы тотықтардың құрамына ОН^- тобы, косымша аниондар және (немесе) су H₂O кіреді, немесе барлығы бірге болады. Тотықтардың 300-ге таяу минералдық түрлері бар, ал сулы тотықтардың 80-нен аса. Осы кластағы минералдардың кен тарағаны кремнезем тобының минералдары (кварц, опал, аметист, халцедон және т.б.), оларға литосфера көлемінің 12,6 % тиісті, ал темір тотықтарымен, сулы тотықтарға – 3,9 % иесілді.

Тотықтардың кристалдық құрылысына аниондардың ішінен О^2-, ал сулы тотықтарда ОН^- кіреді. Екеуінің де иондық радиустары 1,36 Å жуық. Кейбір минералдардың құрамына О^2- және ОН^- иондары бірдей кіреді. Тотықтар мен сулы тотықтарда адсорбциялық және кристаллизациялық су бар. Катиондар ретінде басты рөл ойнайтын элементтер: Si, Ti, Fe, Al, Mn. Химиялық тұрғыдан қарағанда минералдар жай және күрделіге бөлінеді.

Минералдар келбеттері изометриялық, ұзын призмалық, жалпақ, такталы, жапырақша-қабыршақша болады. Тотықтардың көпшілігі түссіз немесе сәл түсті, ал түстері иондар-хромофорлармен байланысты. Мысалы, корундтың құрамына Cr³⁺ кірсе ол жарық-қызыл түске боялады (рубин). Минералдар құрамына Fe, Mn, Ti, Nb, Ta кірсе олар қара немесе қарауытты-қоңыр түске ие болады.

Жоғарғы қаттылық кварц, корунд, шпинель, касситериттерге тән. Басқа көпшіліктерінде қаттылығы орташа 5-6. Сулы тотықтар құрамындағы төмен валентті ОН^- кіргеннің нәтижесінде тығыздығы мен қаттылығы төмендейді.

Оттекті қосылыстардың көпшілігі Жер қабатының жоғарғы бетінде, атмосфера мен литосфера арасында, бос оттек бар жерде тараған. Грунттық сулардың деңгейі, бос оттектін Жер қыртысына өтетің тереңдігін белгілейді. Мору қыртысында және сульфидтік кенорындарының тотығу белдемдерінде химиялық реакциялар жүру нәтижесінде тотықтар және сулы тотықтар пайда болады, тағыда сулы алқаптарда – саз батпақтарда, көлдерде және теңіздерде. Бұл жерлерде күрделі минералдық қоспалар: темірдің (қоңыр теміртастар), алюминийдің (бокситтер), марганецтің (вадтар) сулы тотықтары пайда болады, олар осы металдардың маңызды кендері болып табылады. Температура ұлғайғанда (ыстық климатта), диагенез және метаморфизм процестері толық өткенде Al(OH) сияқтыгидраттар, AlOOH, FeOOH сияқтыоксигидраттарға, ал содан кейін Al₂O₃, Fe₂O₃ жай тотықтарға және күрделі MgAl₂O₄, FeFe₂O₄ (шпинелидтерге) өтеді.

Тотықтар эндогендік, экзогендік процестерде түзіледі. Эндогендік процестерде тотықтар және сулы тотықтар азырақ пайда болады, бірак олардың кейбіреулері байқалады. Бұл магмалық кварц, хромит, магнетит, шпинель; пегматиттік – корунд, ильменит, пирохлор; скарндық – кварц, магнетит (жиі гематитпен), шпинель; гидротермалық – гематит, кварц, сирек касситерит.

Тотықтар Fe, Cr, Mn, Ti, Al, Nb, Ta, U, Th, Re және басқа металдардың маңызды кендері болып табылады, тағыда көптеген бейметалдық пайдалы қазбалардың. Оксидтер зергерлік істе қолданады (сапфир, рубин, аметист, агат, халцедон, ысталған кварц), оптикада (мөлдіртас – тау хрусталі); жоғарыда айтылғандай кендер болып табылады, олардан темір (магнетит, лимонит), марганец (пиролюзит), алюминий (гидраргиллит) өндіріледі; ступкалар және кішкене келсаптар шығарылады (агат); түрпілер ретінде (корунд, наждак); шынының бояуын кетіру үшін (пиролюзит).

Галогенидтер класы. Химиялық тұрақтан қарағанда галогендік минералдар (тұз қышқылы), (фтор қышқылы), HBr (бром қышқылы), HJ (иод қышқылы) қышқылдардың тұздары (грекше «галос» – тұз) болады. Олардың белгілі қышқылдардағы сутек орнына бір металл орналасатын болса, сол галоид минералдар қатарына жатады. Бұл элементтердің минерал құрау жағынан ең көп кездесетін маңыздысы – хлор мен фтор, ал қалған екеуі сирек кездеседі. Фтордың тұздары қасиеттерінің көптігі жағынан басқаларына қарағанда өзгешелеу тұрады. Фтор тұздары (фторидтер) суға жөнді ерімейді, ал хлоридтер өте жақсы ериді. Фторидтер табиғатта аз тараған минералдар болып келеді, олардың саны 15, ал ішіндегі ең бастысы флюорит болады.

Галогенидтерге 100 шақты минерал жатады, солардың ішіндегі біз қарастыратын фторидтер (флюорит) және хлоридтер (галит, сильвин) болып табылады.

Негізгі әдебиеттер: [1, c. 456];

Қосымша әдебиеттер: [8, с. 262-309, 446-510]; [9, с. 178-204]; [10, с. 63-68, 155-180]

Бакылау сүрақтары:

1. Кларк деген не, Жер қыртысында қандай элементтер қалай тараған?

2. Минералдардың парагенетикалық ассоциациялары деген ұғым нені сипаттайды?

3. Тотықтар, сулы тотықтар және галогенидтер класының жалпы сипаттамасы қандай?

Дәріс. Минералдардың типоморфизмі және генерациялар деген ұғым. Карбонаттар, сульфаттар және ұсақ кластарының жалпы сипаттамасы

Минералдардың типоморфизмі. Минералдардың типоморфизмі – олардың жаратылу жағадайын және мезгілін өзінде сақтау қасиеті, сондықтан өздерінің типоморфтық ерешеліктерімен генезисін көрсетеді.Типоморфизмтұралы білімнің негізін типоморфтық минералдар және типоморфтық ерекшеліктер құрайды.

Типоморфтық минералдар – ол бір текті жағадай да және бір мезгілде пайда болған минералдар. Мысалыға, сфалерит – жоғарғы температуралы түрінде құрамында темір болады және түсі қара, ал төмен температуралы түрлері түссіз немесе ашық-сары (темірсіз кейде кадмиймен). Сонымен, сфалериттін түсінен құрамы (темір қоспасы барлығын) мен жаратылу температурасын болжауға болады. Гроссуляр (жасыл түсті әкті-глиноземді анартас) скарндарға тән; альмандин (қызыл түсті темірлі-глиноземді анартас) кристалдық тақтатастарға және гнейстерге; уваровит (зүбәржатты-жасыл хромды анартас) тек аса негізді таужыныстарда хромды теміртаспен кездеседі. Турмалин – оның кен тараған түрі темір құрамды қара түсті – шерл. Ол көптеген пегматиттік желілерде, соның ішінде мусковиттік пегматиттерде болады. Турмалиннің қызғылт (рубеллит) және полихромды (түрлі-түсті) сирек түрлестері сирек металды пегматиттерді сипаттайды, оларда литий, цезий, тантал, ниобий минералдары бар. Сонымен, қызғылт және полихромды турмалиннің барлығы сирек металдардың барын көрсетеді.

Минералдардың типоморфтық ерекшеліктері – ол дарақтардың пішінінің, құрамының, кристалдық құрылымының, физикалық қасиеттерінің ерекшеліктері, олар жаратылыстарының жағдайына байланысты болады. Сонымен, минералдардың морфологиялық, химиялық, құрылымдық және физикалық типоморфтық ерекшеліктері бөлінеді. Морфологиялық ерекшеліктердің мысалы боп касситерит кристалдары саналады, ол пегматиттік желілерде дипирамидалық пішінді, ал гидротермалық желілердегі касситерит әдетте призмалық болады.

Минералдар генерациясы – ол оның әртүрлі жастағы дарақтары, олар айырықша минералжаралу сатыларда түзілген және оларда өзіндік типоморфтық ерекшеліктері бар. Минералдардың ара қатынастарына қарай, мысалы, бір минерал екіншіні қыйып желілерімен өткенде, олардың түзілу реттігін білуге болады. Әр генерацияның минералдары бір-бірінен химиялық құрамымен және сыртқы белгілерімен – түсімен, түйірлердің өлшемімен, жақталуымен және т.б. ерекшеленеді. Мысалы, кварц ерте генерацияларында жиі сұр түсті, ал соңғыларда – ақ, және анық жақтанған және мөлдір болады (мөлдіртас).

Кенорындарда минералогиялық зерттеулер өткізгенде кварцтың, сульфидтердің және т.б. минералдардың бірнеше генерациялары анықталады. Осы зерттеулер іздеу және барлау жұмыстарына маңызы зор, солардың нәтижесінде генерациялардың ішінен бағалы және өнеркәсіпте пайдалатындары көрсетіледі. Кенорындардағы немесе кенді алаңдардардағы минералдардың және олардың генерацияларының түзілу қатары, сұлбаларда және диаграммаларда көрсетіледі. Оларда типоморфтық белгілерді, минералдардың заңды ассоциацияларын көрсетеді. Мысалы, минерал сподумен полихромды турмалинмен, пластинкалы альбитпен (клевеландитпен), лепидолитпен кездеседі және биотитпен кездеспейді.

Қорыта келгенде минералдардың типоморфизмі және генерациялары геологиялық формацияларды кендік деңгейіне қарап саралау, кенорындарын іздеу, олардың жаралу жағдайларын алдын ала анықтауға пайдаланатын өте құнды себепкерлер және белгілер.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: