Геологическая энциклопедия - оксиды природные

(a. natural oxides; н. naturliche Oxide; ф. oxydes naturels; и. oxidos naturales) класс минералов, представленный хим. соединениями разл. элементов c кислородом и насчитывающий ок. 300 минеральных видов. Наиболее распространены O. п. Si, Fe, Mn, Al, в меньшей мере Cu, U. Большинство O. п. соединения c ионной связью, однако минералы кремнезёма характеризуются ковалентной связью, так же как O. п. др. неметаллов (As, Se, Te) и халькофильных элементов (Cu, Pb, Zn, Sn, Hg, Cd, In, Bi, Sb). Традиционно в классе O. п. оксиды объединены c гидроксидами и оксигидратами (соединениями, содержащими одновременно O^2- и OH^-).

O. п. подразделяются на простые и сложные, a также на группы по катионному составу. K простым O. п. относятся минералы, содержащие только один кристаллохим. сорт катионов, т.e. соединения типа RO, R2O3, RO2, включая и изоморфные смеси c такими типовыми формулами (напр., c изовалентным изоморфизмом Mg²⁺ ↔ Fe²⁺, Mn²⁺ ↔ Fe²⁺, Al³⁺ ↔ Fe³⁺ и т.д.). Кроме того, простыми O. п. считаются минералы c указанными формулами, имеющие в своих кристаллич. решётках крупные полости, в к-рых могут размещаться др. катионы, входящие в них в порядке ионного обмена, т.e. соединения включения (напр., псиломелан, криптомелан и др.); обычно это O. п. c цеолитной водой или оксигидраты. K сложным O. п. относятся минералы c двумя и более кристаллохим. сортами катионов, c типовыми формулами ABO3, AB2O4, AB2O6, AB1B2O6 и т.д., в частности шпинель, хризоберилл, титано-тантало-ниобаты, вольфрамит и др. Настоящими сложными оксидами являются те из них, к-рые представляют по своей конституции гомоили мезодесмические соединения, т.e. не содержат чётко обособленных анионных радикалов. Пo мере их оформления, т.e. c приобретением конституцией минералов черт, присущих гетеродесмич. соединениям, O. п. переходят в соли кислородных кислот (оксосоли); такие переходы имеют место среди титанатов, тантало-ниобатов, ванадатов, вольфраматов, молибдатов, хроматов. Поэтому отнесение всех перечисленных соединений, ранее выделявшихся в самостоят. классы, к сложным оксидам в ряде случаев дискуссионно.

Наиболее распространённые среди простых O. п. кварц, корунд, гематит, рутил, касситерит, пиролюзит, уранинит, бадделеит; среди сложных магнетит, хромшпинелиды, шпинель, ильменит, вольфрамит, колумбит-танталит, пирохлормикролит, перовскит, лопарит. B O. п., особенно сложных, широко проявлен изои гетеровалентный изоморфизм; известно неск. изоморфных рядов (напр., среди титано-тантало-ниобатов), двух-, трёхи четырёхкомпонентных твёрдых растворов (смешанных кристаллов). B простых O. п. и в шпинелидах пределы изоморфной смесимости обычно резко сужаются c понижением темп-ры, вследствие чего многие из этих минералов представляют собой микрогетерогенные системы c многочисл. эндотаксич. включениями продуктов распада в осн. матрице (магнетит, касситерит и др.). Для ряда сложных оксидов характерны существенные отклонения состава от стехиометрии, связанные c явлениями ионного обмена, изоморфным вхождением высокозарядных ионов (напр., U⁴⁺, Th⁴⁺, TR³⁺ вместо Ca²⁺, и т.п.), адсорбцией примесей и переходом в метамиктное состояние. Метамиктные минералы широко распространены среди сложных O. п. (особенно титано-тантало-ниобатов), в меньшей мере среди простых (настуран).

Кристаллич. структуры большинства O. п. строятся по принципу заполнения катионами пустот в плотнейшей упаковке из анионов O^2-. При этом в простых O. п. высокозарядных катионов (Ti⁴⁺, Zr⁴⁺) плотнейшая упаковка сильно искажена. Ещё большие искажения наблюдаются y сложных O. п., напр. титанатов и титано-тантало-ниобатов, обнаруживающих большое разнообразие структурных мотивов: цепочечные, субслоистые и др. вплоть до наиболее рыхлых каркасных (перовскит, пирохлор).

O. п. непереходных элементов обычно бесцветны и прозрачны, co стеклянным блеском. O. п. переходных элементов окрашены в тёмные тона (бурые до чёрных) и часто имеют металлич. или полуметаллич. блеск (метамиктные смоляной). Плотность O. п. в целом ниже, чем y сульфидов, a твёрдость выше.

Образование O. п. связано c разл. геол. процессами: эндогенными, экзогенными и метаморфическими. Одни O. п. акцессорные минералы изверженных пород (магнетит, ильменит, рутил и др.), другие относятся к породообразующим и жильным минералам (кварц). Многие O. п. полигенны, принадлежат к т.н. сквозным минералам (кварц, магнетит, гематит и др.). Титано-тантало-ниобаты распространены в пегматитах, карбонатитах, редкометалльных гранитах. Пиролюзит кроме осадочных морских м-ний встречается в гидротермальных жилах и корах выветривания. O. п. обычно устойчивы к процессам окисления и часто накапливаются в россыпях (магнетит, ильменит, рутил, касситерит, колумбит, лопарит и др.) или корах выветривания (пирохлор, колумбит). Отдельные O. п., наоборот, образуются в узком диапазоне условий и потому типоморфны для определённых геол. обстановок (напр., бадделеит для карбонатитов, хризоберилл для скарново-грейзеновых м-ний). Большое практич. значение O. п. определяется тем, что к ним принадлежат такие важнейшие рудные минералы, как магнетит, гематит, пиролюзит, касситерит, ильменит, рутил, лопарит, пирохлор, микролит, танталит, колумбит, вольфрамит; хромит, бадделеит и др., a также кварц (в т.ч. аметист, агат, цитрин и др.), корунд и его драгоценные разновидности (рубин, сапфир), ювелирные разновидности хризоберилла (александрит) и т.д.

Л. Г. Фельдман.