title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Класс карбонатов

Класс карбонатов

К классу карбонатов относятся соли угольной кислоты, главным образом Ca, Na, Mg, TR, U6+, Cu2+, Ba, Pb, Zn, Fe, Co и Bi. Этот класс объединяет около 80 минералов, многие из которых пользуются широким развитием в природе. Особенно это касается Ca[CO3], который часто слагает мощные толщи осадочно-морского происхождения. Среди карбонатов, кроме безводных солей угольной кислоты, известны водные соли, а также соли с добавочными анионами (ОН)1-, Cl1-, F1-, [SO4]2- и [PO4]3-. Важную роль в образовании карбонатов играет изотопный состав углерода. Из существующих шести изотопов углерода устойчивыми являются С12 и С13. Их соотношение в горных породах равно (%): 98,89 : 1,11. В зависимости от состава, геологического времени и условий образования пород эти соотношения могут значительно колебаться.
В основе структуры карбонатов лежат плоские группы [CO3]2-, в которых катион углерода симметрично окружен тремя ионами кислорода, размещенными в вершинах равностороннего треугольника. Радикалы [CO3]2-могут быть изолированы друг от друга катионами и добавочными анионами (островные карбонаты) или образуют цепочки (цепочечные карбонаты) и слои (слоистые карбонаты). По своим кристаллографическим особенностям карбонаты относятся к низшим сингониям, среди которых преобладают ромбическая и моноклинная. Значительная часть карбонатов кристаллизуется в тригональной сингонии, причем многие из них имеют заниженную симметрию (скаленоэдрическую и ромбоэдрическую). Карбонаты в большинстве случаев характеризуются четкой кристаллографической индивидуальностью, их хорошо образованные кристаллы часто достигают значительных размеров (до нескольких десятков сантиметров). Обычно карбонаты встречаются в виде массивных, зернистых, и других агрегатов, а некоторые из них образуют в земной коре мощные толщи мономинеральных пород. Физические свойства карбонатов зависят от их химического состава. Твердость их колеблется от 1—1,5 (сода) Na2[CO3]*10H2O) до 4,5 (карбонаты редких земель и некоторые двуметальные безводные карбонаты). Средняя твердость — около 3. Точно так же в значительных пределах колеблется плотность — от 1,42 (сода) до 7,0 (бисмутит — Bi2O2[CO3]). Показатель преломления имеет значения от 1,405 (сода, до 2,115 (фосгенит — Pb2Cl2[CO3]). Плоские группы [CO3]2- обусловливают высокое двупреломление и преимущественно отрицательный знак.
Цвет карбонатов определяется соответствующими хромофорами: медные карбонаты зеленые или синие, урановые — желтые, карбонаты с редкими землями и железом — светло-желтые, кобальтсодержащие — розовые, другие карбонаты бесцветные или белые.
По происхождению большинство карбонатов является экзогенными образованиями. Преимущественно это продукт выветривания и седиментации. Значительная часть карбонатов возникает также эндогенным путем (входят в состав гидротермальных жил — безводные карбонаты щелочноземельных металлов Ca, Mg и Ba, а также Fe и Mn). Ряд карбонатов имеет важное значение в металлургии (карбонаты Fe, Mn, Mg, Cu), из них получают цветные и редкие металлы (смитсонит, сферокобальтит — Co[CO3], бисмутит — Bi2O2[CO3] и др.), в строительстве (кальцит, доломит, магнезит), в огнеупорной (магнезит) и химической (сода) промышленности. Некоторые карбонаты используются для получения редких земель (бастнезит — Ce(OH,F)[Co3], паризит — CaCe2F2*[CO3]3 и др.). По структурным особенностям среди карбонатов можно выделить подклассы островного, цепочечного и слоистого строения.