2.3.6. Класс сульфатов

К ним относятся соли серной кислоты H₂SO_4. В качестве катионов в составе сульфатов участвуют Са, Ba, Nа, Fe³⁺, Al и др. На долю сульфатов приходится 0,1 % массы земной коры. По содержанию воды выделяют безводные и водосодержащие минералы. Сульфаты образуют друзы кристаллов, зернистые, радиально-лучистые, натечные агрегаты, кристал-лизуются в основном в низших сингониях. Минералы характеризуются светлой окраской, белой чертой, стеклянным блеском, невысокой твердо-стью (меньше 4). Наряду с легкими минералами (гипс) в этот класс вхо-дят минералы (барит) с повышенным удельным весом. Блеск у сульфатов неметаллический, они не царапают стекло, цвет у них непостоянный, сульфаты имеют светлую окраску, легкие, черта у них белая. Сульфаты по внешним признакам напоминают минералы, входящие в класс карбо-натов. В отличие от карбонатов сульфаты не реагируют с разбавленной соляной кислотой.

Происхождение у сульфатов поверхностное – представляют лагунные или озерные химические осадки; также образуются в результате окисления и гидратации сульфидов и самородной серы.

Различают безводные и водные сульфаты. Безводные сульфаты имеют среднюю твердость, водные являются мягкими.

Ангидрит CaSО₄

Физические свойства. Сингония ромбическая. Сплошные зернистые, мраморовидные или плотные массы, реже призматические, таблитчатые кристаллы. На гранях кристалла нередко наблюдается штриховка. Цвет голубоватый, синеватый, белый. Кристаллы прозрачные или просвечивают. Черта белая. У кристаллических разностей совершенная спайность в трех направлениях. Блеск стеклянный перламутровый. Твердость – 3,5. Плотность – 3,0.

Диагностические признаки. У ангидрита наблюдается неметаллический блеск, средняя твердость, белая черта. Ангидрит напоминает мрамор, известняк, доломит, магнезит, от которых он отличается тем, что не реагирует с разбавленной соляной кислотой. Внешне также похож на гипс, от которого отличается большей твердостью (на гипсе ноготь оставляет царапину).

Происхождение. Ангидрит – типичный лагунный химический осадок. Ангидрит, представляющий продукт возгона и отложения горячих растворов, встречается в вулканических районах. Иногда он отлагается в рудных жилах, выделяясь из гидротерм.

Спутники. Среди осадочных пород: гипс, каменная соль, сильвин, карналлит, кальцит. В контактах: сульфиды и контактовые минералы.

Месторождения. Ангидрит осадочного происхождения встречается около Кунгура (Пермская область), в Куйбышевской области (Самарская Лука).

За рубежом месторождения осадочного происхождения находятся в Германии, Польше, Донбассе (Артемовское и Славяновское).

Применение. Ангидрит используется в качестве сырья для получения серной кислоты и вяжущих веществ (ангидритового цемента), как удобрение в сельском хозяйстве; красиво окрашенные разности применяются как поделочный камень.

Гипс Ca[SО₄]2H₂O

Химические свойства. При нагревании до 107 °C переходит в CaSО₄·1/2Н₂О, который при смачивании водой затвердевает («схватывается»). Растворяется в соляной кислоте.

Физические свойства. Сингония моноклинная. Сплошной зернистый, плотный, землистый, листоватый, волокнистый, отдельные кристаллы, двойники, напоминающие ласточкин хвост, друзы (напоминают мозг или розу). Кристаллы вросшие. Листочки гибкие, но не упругие. Бесцветный, белый, сероватый, желтоватый, розовый, красный, синий. Черта белая. Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый или матовый. Спайность у листоватых разностей весьма совершенная. Твердость – 1,5–2,0. Плотность – 2,3.

Диагностические признаки. Имеет неметаллический блеск, небольшую твердость, белую черту, небольшую плотность, не жирен на ощупь. Гипс можно спутать с ангидритом. Отличается по твердости. У ангидрита твердость выше.

Разновидности. Селенит – параллельно-игольчатый. Блеск шелко-вистый. Марьино стекло – толстолистоватый прозрачный гипс.

Спутники. В осадочных породах: каменная соль, ангидрит, сера, кальцит.

Происхождение. Гипс образуется на поверхности Земли (представляет лагунный и озерный химический осадок) или путем гидратации ангидрита осадочного происхождения под действием холодных подземных вод (вадозные воды).

Месторождения. В России месторождения гипса находятся на западном склоне Урала, в Поволжье, Прикамье, близ Мурома на реке Оке, в Тульской, Рязанской, Калужской, Архангельской, Горьковской областях, в Карелии и Татарии. Месторождения селенита находятся близ Кунгурской пещеры.

За рубежом месторождения гипса есть в Донбассе (Артемовское, Украина), Фергане (Шорсу), Крыму, ФРГ (Стасфурт), США (Мохаве, Калифорния), Японии (Ванибути).

Применение. Гипс применяется в архитектурном и скульптурном деле, бумажной промышленности, медицине, в качестве удобрения в сельском хозяйстве, производстве серной кислоты, цемента, эмалей, глазурей и красок. Прозрачный гипс используется в оптической промышленности. Селенит обладает пленительным лунным отливом. Поэтому его еще называют лунным камнем. Холодный блеск лунного камня напоминает ночные лунные отблески на воде. Селенит – поделочный камень. Селенит и гипс используются для изготовления декоративной настольной скульптуры малых форм (статуэтки, коробочки, вазочки и др.). Из гипса изготовляют строительные детали: карнизы, плиты, блоки, барельефы. Из гипса получают серу.

Барит Ba[SO₄]

Химические свойства. Барит относительно чист. Из примесей наиболее часты SrO и СаО.

Физические свойства. Сингония ромбическая. Плотные, различной степени зернистости агрегаты, сферические конкреции, пластинчатые массы, реже землистые и натечные колломорфные агрегаты, иногда зонально-концентрические, обычны уплощенные кристаллы, параллельные сростки, друзы. Барит обычно бесцветный либо снежно-белый, иногда желтоватый, голубоватый, зеленоватый, красноватый, реже коричневый, темно-корич-невый, темно-красный. Окраска, как правило, является результатом присутствия дефектных радикалов или механических включений гематита, сульфидов, органического вещества и часто имеет зональный характер. Прозрачный до полупрозрачного. Черта белая. Блеск стеклянный до смолистого, иногда перламутровый. Хрупкий. Излом неровный. Спайность весьма совершенная и совершенная. Твердость – 3–3,5. Плотность – 4,5.

Диагностические признаки. От некоторых похожих на него минералов барит отличается формой кристаллов, спайностью, низкой твердостью и высокой плотностью, отсутствием реакции на СО₂.

Спутники. Кварц, кальцит, флюорит, галенит, сфалерит, киноварь, витерит.

Происхождение. Барит является главным, наиболее распространенным минералом бария. Основные его скопления приурочены к средне- и низкотемпературным гидротермальным образованиям: барит-полиметал-лическим, барит-флюоритовым, баритовым и барит-витеритовым жилам. Барит, богатый РbО и редкими землями, отлагается из горячих источников.

Известны гипогенные образования барита метасоматического типа с замещением известняков.

В виде желваков, конкреций и «роз» барит встречается в осадочных породах. Для него более обычны песчанистые и глинистые осадки; известен и в некоторых осадочных марганцевых и железорудных месторождениях. В форме рассеянных кристаллов барит встречается в горизонтах глин и мергелей юрского возраста востока и северо-востока Европейской части России. Появление барита в осадочных породах связывают с восходящими гидротермальными растворами, содержащими Ва.

Явно аутигенный барит известен в молассовых отложениях олигоцена.

Землистые скопления «баритовый сыпучки» характерны для нижних горизонтов зон окисления некоторых полиметаллических месторождений.

Барит встречается также в серных месторождениях, иногда связан с нефтяными водами.

Барит сохраняется лишь на ранних стадиях метаморфизма, образуя в основном совместно с гематитом небольшие перекристаллизованные в трещинах жилы. На больших глубинах в восстановительной обстановке барит неустойчив.

В поверхностных условиях он сравнительно устойчив и может сохраняться в россыпях, вплоть до образования крупных месторождений.

Месторождения. В России наиболее крупные месторождения известны на Салаире, в Бакальском районе (Челябинская область), Арпаклен (Татарстан).

За рубежом известны крупные месторождения в Акмолинской области (Казахстан), штате Оклахома (США), Бельгии, Эйне и Верхней Савойе (Франция), Северной Англии, Германии (месторождения Гарца и Тюрингии), Узбекистане (Хайдаркан), Северной Шотланди, Хокуть на Тайване, Чиатуры (Грузия).

Применение. Основной источник Ва и его соединений; широко используется в резиновой и бумажной промышленности как наполнитель и утяжелитель, для изготовления высококачественных красок (белил), специальной баритовой штукатурки, защищающей от радиации, медицине.