title-icon
Яндекс.Метрика
» » Класс сульфатов

Класс сульфатов

Класс сульфатов составляют соли серной кислоты. К этому классу относится более 150 минералов; некоторые из них содержат дополнительные анионы [PO4], [AsO4], [CO3] и др. Главными катионами являются Fe3+, Na, К, Al, Ca, Pb, Mn и Zn.
Среди сульфатов имеются простые и двойные, а также безводные и водные соли, причем последним принадлежит особенно большая роль. В двойных солях главными катионами, комбинирующимися между собой, являются Na, К, Al, Fe3+, Mg, Ca и другие, менее распространенные.
Основой структуры сульфатов является анионная группа [SO4]2-, в которой ионы кислорода тетраэдрически окружают шестивалентный ион серы. В общую структуру такие группы соединяются с помощью катионов, добавочных анионов или молекул воды, вследствие чего возникают островные, цепочечные и слоистые типы структур. Соответственно размерам катионов они имеют координацию 6,8 или 12.
Сульфаты кристаллизуются в основном в низших сингониях, главным образом в моноклинной (50 минералов) и ромбической (30 минералов).
Сульфаты встречаются в виде хорошо образованных кристаллов, а также волокнистых, лучистых, землистых и зернистых агрегатов. Облик кристаллов главным образом изометрический, исключение составляют те минералы, в составе которых важную роль играют молекулы воды. Большинство сульфатов бесцветны. Разные оттенки желтого и зеленого цветов имеют только сульфаты, в состав которых входят Fe3+, Fe2+ и Cu2+.

Существует также полная зависимость между химическим составом и многими другими физическими свойствами сульфатов. Так, с повышением плотности (от сульфатов Al, Mg, К и Na до сульфатов Fe и Cu) увеличивается светопреломление, а также твердость сульфатов. Показатель преломления колеблется от 1,40 (для мирабилита — Na2[SO4]*10H2O до 2,00 (для ланаркита — Pb2O[SO4]). Плотность изменяется от 1,49 (мирабилит) до 6,92 (ланаркит). Сульфаты с малой плотностью преимущественно оптически положительные, а с большой — оптически отрицательные. Твердость сульфатов не превышает 5. Наибольшая твердость наблюдается у минерала натрохальцита — NaCu2(OH)[SO4]2*H2O (выше 3) и наименьшая у пиккерингита — MgAl2[SO4]4 -22Н2O (1,5). Средняя твердость сульфатов — 2—3,5.
По происхождению сульфаты являются преимущественно экзогенными образованиями. Они возникают главным образом в разных водоемах, преимущественно морских, а также в зоне выветривания в условиях повышенной концентрации кислорода. Иногда сульфаты образуются гидротермальным путем, однако это в основном безводные сульфаты Ba, Ca, Sr и Pb,, образующиеся вблизи земной поверхности, т. е. тоже при повышенной концентрации кислорода. Наблюдается определенная последовательность кристаллизации сульфатов в водоемах, которая проявляется в таком изменении состава сульфатов в общем разрезе месторождений (сверху вниз): К, Mg—Mg, Na—Ca, Mg, К, Na—Ca. При метаморфизме богатые водой сульфаты переходят в содержащие меньшее количество воды или безводные сульфаты по такой схеме:

Для минералов описываемого класса довольно характерны кривые нагревания, приведенные на рис. 311. Многие из сульфатов имеют большое практическое значение, преимущественно в химической и строительной промышленности. В соответствии с особенностями кристаллического строения можно выделить три подкласса сульфатов: островные, цепочечные и слоистые.