Anorthita

3.5.3 Oxizi și hidroxizi

Gheața (H2O) este o fază solidă a apei la o temperatură de 0°C și cristalizează ca un mineral hexagonal cu o densitate de 0.9175 g/cm3 și plutește pe apă. Fulgii de zăpadă se formează prin sublimare (din vapori de apă și nu din apă) și cristalizează în cristal hexagonal sub formă de stele cu șase fețe. Cele patru planete ale giganților gazoși din sistemul planetar exterior sunt compuse în principal din apă-gheață și gaz.

Cuarțul (SiO2) este cea mai frecventă modificare polimorfă a dioxidului de siliciu în roci. Dioxidul de siliciu cristalin apare în mai multe modificări alfa polimorfe în roci: tridimita și cristobalitul, fiecare cu o altă modificare beta instabilă. Diferitul SiO2 cristalizat apare în până la 12 modificări polimorfe, în funcție de temperatură. Transformarea unei modificări în alta este un proces extrem de lent. Uneori, atât modificările polimorfe la temperaturi mai ridicate, cât și cele la temperaturi mai scăzute pot fi stabile pe parcursul unei anumite perioade de timp. Cuarțul (Fig. 3.5) cristalizează în sistemul hexagonal și se găsește adesea în natură sub formă de cristale, așa cum se arată în Fig. 1.23. Cuarțul este cel mai frecvent și abundent prezent în sedimentele rocilor silicioase, în rocile intrusive acide și în rocile filoniene, precum și în majoritatea rocilor metamorfice (mylonitr, cuarțit, filită, mica și șisturi verzi, gnais și granulit).

Opalul (SiO2-nH2O) este un mineraloid (mineral amorf) de forme neregulate și are culoarea albă. Culoarea se schimbă în galben, gri, maro sau roșu în prezența impurităților. Un tip special de opal devine prețios, adică se caracterizează prin fluxuri impresionante de culori gri-albăstrui și albe. Opalul este excretat din izvoarele fierbinți și gheizere. În rocile sedimentare, în special în calcar, opalul este format de carbonat și excretat din soluții care conțin siliciu. Opalul poate apărea ca mineral secundar în timpul procesului de alterare a mineralelor primare de silicați, a rocilor igneice bazice și ultrabazice. Scheletele algelor, diatomeelor, bureților de siliciu și radiolarienilor sunt compuse din opal, iar odată cu depunerea și diageneza lor formează roci sedimentare silicioase.

Calcedonia este un tip fibros de cuarț criptocristalin care formează aglomerări foarte dense în formă de rinichi. Este compusă din agregate subțiri, paralele și dispuse liniar, de cristale fibroase care prezintă, de obicei, caracteristici structurale cu raze X ale cuarțului β. Are un aspect ceros și lucios și poate fi de culoare albă, cenușie, roz, gălbuie, maro închis până la negru. Calcedonia de culoare gălbuie și roșie este considerată piatră semiprețioasă. Calcedonia este un ingredient frecvent în sedimentele silicioase, adică în chert (tabelul 6.7) și radiolarit. Calcedonia provine de obicei prin extracție din soluții apoase care conțin acid de siliciu. Opalul se formează dintr-o soluție de dioxid de siliciu și apă. Apa se infiltrează în pământ și preia siliciul din gresie. Soluția bogată în siliciu se depune în fisuri și goluri, se recristalizează și apare sub formă de mase solide neregulate, concrețiuni, lentile și noduli. Se poate forma în calcar ca umplutură a golurilor și în rocile de bază ale rocilor vulcanice sau extrusive.

Agate este o varietate de calcedonie cu lamele subțiri modificate sau straturi de diferite culori (Fig. 3.1). Agatul cu lamele albe și negre este cunoscut sub numele de onix. Tipul dens și opac de calcedonie cu adaosuri de fier de culoare brun-roșiatică se numește iaspis și este folosit pentru fabricarea bijuteriilor.

Corundumul (Al2O3) este o formă cristalină de oxid de aluminiu și are urme de fier, titan și crom. Este un mineral care formează roci și materiale naturale transparente și clare. Poate avea culori diferite în prezența impurităților. Varietățile transparente de culoare roșie sunt cunoscute sub numele de rubin și sunt folosite ca pietre prețioase de mare valoare. Corindonul cu toate celelalte culori se numește safir. Acesta poate zgâria aproape orice alt mineral datorită durității extreme. Corindonul pur are o duritate de 9 pe scara de duritate Mohs. Este utilizat în mod obișnuit ca abraziv, de la șmirghel la mașini mari, prelucrând metale, materiale plastice și lemn. Corindonul se găsește ca mineral în mica șist, gneiss și unele marmure din teritorii metamorfice. Se găsește, de asemenea, în intruziunile de sienite igneice cu conținut scăzut de siliciu și în intruziunile de sienite nefelinice. Celelalte prezențe sunt sub formă de mase adiacente intrusivelor ultramafice, asociate cu diguri de lamprophyre și sub formă de cristale mari în pegmatite.

Gibbsitul este un hidroxid de aluminiu cunoscut sub numele de „hidrargilit” sau „hidrargilit” și cristalizează în sistemul monoclinic. Se găsește rareori în stare pură și este adesea amestecat cu boehmite, caolinită, hematită și limonită în bauxite și laterite, adică ca o posibilă sursă de aluminiu.

Boehmite γ-AlO(OH) sau böhmite este un mineral de oxid-hidroxid de aluminiu, iar alumogelul este un gel amorf Al(OH)3. Se întâlnește împreună cu gibbsitul ca principali constituenți minerali ai bauxitei și lateritei.

Hematita (Fe2O3) (Fig. 1.40) și magnetita (FeO-Fe2O3) sunt constituenți foarte comuni, dar de obicei minori, ai multor roci. Cu toate acestea, procesele magmatice și hidrotermale pot forma depozite mari de aceste minerale adecvate pentru extracția minereului de fier.

Goethitul este hidroxidul de fier format sub formă de clustere amorfe și cunoscut sub numele de limonit. Limonitul este un minereu de fier brun format datorită uzurii mineralelor de fier. Limonitul include hidroxizi de Fe amorfi cu cantități variabile de apă.

Limonitul se găsește în multe roci care dau culoarea maro, galbenă sau cafeniu. Se dezvoltă de obicei ca un produs al alterării chimice a multor minerale care conțin Fe2+ sau fier feros. În procesul de oxidare se oxidează în fier trivalent Fe3+, ceea ce este cunoscut ca un proces de limonitizare. Limonitizarea este bine vizibilă în culoarea galben-brun în rocile proaspăt rupte de culoare gri-verzuie de-a lungul și în jurul fisurilor. Culoarea brună, galbenă sau brun-roșiatică a argilelor și a multor alte roci este derivată din limonit. Limonitul de deasupra depozitelor de hematită și siderită formează adesea o crustă de intemperii și este cunoscut sub numele de „pălăria de fier”. Limonitul și goethitul sunt surse importante de minereu de fier și nichel de calitate inferioară. Ocherul sau ocrul este un pigment natural de pământ argilos care este un amestec de oxid de fier și cantități variabile de argilă și nisip. Culoarea variază de la galben la portocaliu închis sau maro.

Cromitul (FeO-Cr2O4) este un oxid de fier-crom (Fig. 1.37), iar ilmenitul (FeO-TiO2) este un mineral de oxid de fier-titan. Aceste minerale sunt minereuri importante de crom și titan și sunt adesea ingrediente ale rocilor în cantități minore. Cromitul și ilmenitul cristalizează la temperaturi ridicate în magma intrusivă în stadiul inițial de cristalizare și sunt prezente ca ingrediente obișnuite ale rocilor mafice și ultramafice.

Rutila (TiO2) cristalizează în sistemul tetragonal și se găsește în mod obișnuit sub formă de cristale de tijă sau de ac. Culoarea variază între roșu închis și negru. Apare de obicei în metamorfismul regional și este asociat cu șisturi cristaline (gneiss, micașisturi, filite și amfibolite). Rutila este un mineral comun în sedimentele clastice și în rocile sedimentare (nisipuri/nisipuri), cu rezistență ridicată la intemperii. Rutila se găsește în depozitele fluviale și offshore împreună cu concentratul de aur în cantități semnificative. Rutila este comună în rocile ionice acide ca mineral secundar.

Pirolusitul este un mineral de oxid de mangan (MnO2) și cristalizează în sistem tetragonal. De obicei, este localizat în agregate de benzi și ace de culoare gri-închis până la negru. Se formează prin origine hidrotermală și sedimentară. Pirolusitul este un minereu răspândit și principal de mangan.

Psilomelanul (MnO-MnO2-nH2O) este o modificare coloidală a oxidului de mangan cu apă. Se prezintă sub formă de clustere de tip rinichi. Se găsește adesea sub formă de cruste subțiri, acoperiri și dendrite în suprafețele stratificate sau în crăpăturile diferitelor roci, în special în calcar. Culorile mineralului sunt fier-negru sau albastru-negru, în timp ce rocile gazdă care conțin psilomelan sunt de culoare gri închis sau negru. Psilomelanul provine din soluții apoase îmbogățite cu mangan ca produs al alterării la suprafață a diferitelor minerale care conțin mangan.

Spinelul (MgO-Al2O3) este un membru al amestecurilor izomorfe de diferite spineli Al3+, Fe3+ și Cr3+. Mineralul este un produs tipic al metamorfismului de contact. Spinelul provine din sedimentele argiloase aflate în contact cu intruziunea magmatică și este localizat în regiunea Skarns și Hornfels.

.