Категория:Окислы

Материал из GeoWiki - открытой энциклопедии по наукам о Земле.

К классу окислы относят минералы, представляющие собой соединения металла с кислородом. Включает в себя два подкласса - Простые окислы и Сложные окислы, особо выделяются также Гидроокислы, которые содержат гидроксильную группу (OH). После силикатов это, пожалуй, самая многочисленная и представительная группа минералов.

Минералы, представляющие собой окислы или гидроокислы металлов, реже - полуметаллов и металлоидов, составляют примерно 5% от общей массы литосферы. Сюда не входит свободная кремнекислота SiО₂, существующая в виде кварца и его разновидностей, которая по своей кристаллохимии и парагенезису тесно связана с силикатами и поэтому включена в класс силикатов.

Кислород играет чрезвычайно важную роль в земной коре, особенно в ее поверхностной части. Кислород - наиболее распространеннмй элемент литосферы, он слагает 91,83% её объёма или 49,13% её массы. Типично литофильнмй характер кислорода подтверждается постепенным возрастанием его количества от глубинных к поверхностным частям земной коры. Гидросфера содержит 86% кислорода, а атмосфера 23,15%. В состав изверженных пород входит в среднем 46,42% кислорода, при этом основные породы беднее им (габбро 45,11%) по сравнению с кислыми породами (гранит 48,53%). В процессе кристаллизации магмы сначала формируются минералы с меньшим количеством кислорода (ортосиликаты Mg и Fе), а затем - минералы с большим количеством этого элемента. Образование магнетита Fе₃О₄, постоянного акцессорного минерала изверженных пород, обусловлено относительно низкой концентрацией кислорода на ранних этапах магматической кристаллизации. Уменьшение количества кислорода в более глубоких частях земной коры иллюстрируется и превращением таких высоковалептнмх окислов марганца, как пиролюзит(МnО₂), в низковалентные окислы марганца, такие, как браунит, манганит и гаусманнит, когда зкзогенные месторождения марганца претерпевают метаморфизм.

Периодические изменения концентрации кислорода могут быть установлены по парагенетическим ассоциациям гипогенных минералов, которые возникают в результате химических реакций, происходящих между гипогенными растворами и вмещающей породой или ранее существовавшими минералами. Типичным примером подобного явления служит процесс мушкетовитизации или превращение гематита (Fе₂О₃) в магнетит (Fе₃О₄) при понижении концентрации кислорода. Обратный процесс мартитизации сводится к образованио псевдоморфоз гематита по магнетиту, называемых мартитом.

В состав окислов и гидроокислов входят примерно тридцать элементов, из которых лишь менее половины играют значительную роль в минералах рассматриваемого класса. Наиболее многочисленны окислы, содержащие железо. Затем следуют окислы ниобия и тантала, титана, марганца, кальция, редкоземельных элементов, сурьмы, алюминия, урана и свинца. Из оставшихся элементов Сu, Nа, Th, Zr, V и Вi входят в состав нескольких десятков минералов, а Ве, Ni, Со, Si, Zn, Hg, Ва, К, Sе и Те входят в состав окисных минералов ещё реже. Большинство этих элементов типично литофильные. Халькофильные элементы, такие, как Сu, Zn, РЬ, Сd и Нg, в сильноокислительнмх условиях обладают явной оксифильной тенденцией и многие из них являются компонентами урановых окислов и гидроокислов.

Состав окислов и гидроокислов, как правило, простой и представлен одним-двумя, реже - бо’льшим числом металлов в соединении с кислородом, гидроксильной группой или молекулами воды. Изоморфизм и сходство кристаллических структур делают возможным значительную смесимость для многочисленных представителей данного класса. Типичны в этом отношении минералы танталит и колумбит, которые образуют смешанные кристаллы, устойчивые при всех температурах; в то же время Fe²⁺, входящее в их состав, может замещаться Мn²⁺. Минералы гематит, ильменит и рутил служат еще одним примером; при температурах выше 600° между гематитом и ильменитом существует непрерывный изоморфный ряд, тогда как пары ильменит - рутил и гематит - рутил характеризуются эвтектическими взаимоотношениями.