3. Сульфаты щелочных металлов

Здесь мы опишем, кроме безводного и водного сульфатов натрия (тенардита и мирабилита), также двойные соли с щелочноземельными металлами (полигалит и каинит).

Тенардит - Na₂SO₄. Химический состав. Na₂O 43,7%, SO₃ 56,3%. Иногда содержит в небольших количествах K₂O, а в виде механических примесей - CaSO₄.

Рис. 246. Дипирамидальный кристалл тенардита

Сингония ромбическая, ромбо-дипирамидальный в. с. 3L²3PC Кристаллы имеют бипирамидальный облик (рис. 246), иногда таблитчатый благодаря развитию пинакоида {001} и призмы {110}. Двойники по {О11} (рис. 247). Часто наблюдается в друзах или зернистых агрегатах.

Рис. 247. Двойник тенардита по {011}, m {110}, а {100}, с {001}, t {106}

Цвет. Бесцветный, прозрачный, иногда с красноватым оттенком. Блеск стеклянный. Ng = 1,485, Nm=1,474 и Np= 1,464.

Твердость 2-3. Хрупок. Спайность по {001} средняя, по {111} и {010} несовершенная. Уд. вес 2,68-2,69. Прочие свойства. Растворим в воде. Из пересыщенных растворов (в чистой воде) выпадает лишь при температурах выше 32,5°. Ниже этой температуры кристаллизуется мирабилит (Na₂SO₄•10H₂O). Поэтому при комнатной температуре в условиях влажного воздуха тенардит подвергается гидратации и покрывается белой коркой водного сульфата натрия. С течением времени распадается в порошок.

Диагностические признаки. В кристаллах от других ассоциирующих с ним минералов (мирабилита, астраханита и др.) отличается по сингонии, а в зернистых агрегатах - по химическим реакциям.

П. п. тр. плавится и окрашивает пламя в интенсивный желтый цвет (реакция на Na). В воде легко растворяется. Вкус солоноватый.

Происхождение. Образуется в некоторых усыхающих соленосных озерах вместе с мирабилитом, непосредственно выпадая в виде кристаллов из пересыщенной ионами Na и SO₄ рапы. Возникает также путем дегидратации мирабилита, например в верхнем слое выброса его на берег во время штормов (в Каспийском море) или в ископаемых (т. е. несовременного образования) залежах сульфата натрия, а также в пустынных жарких местностях.

Как продукт деятельности фумарол встречается в некоторых вулканических районах (Везувий).

Практическое значение. Добывается вместе с мирабилитом и употребляется в стекольном, содовом и других производствах.

Месторождения. Крупное месторождение Кюрен-Даг ископаемого тенардита в осадках плиоценового возраста находится в Закаспии около ст. Азун-Су. Вместе с мирабилитом и астраханитом залегает в виде линз в песчано-глинистых отложениях. Известен также в современных озерах Кулундинской степи (Северо-Восточный Казахстан), к северу от Каспийского моря (Шашинское оз. и др.), в Шемахинском районе (Закавказье) и пр.

Мирабилит - Na₂SO₄•10H₂O. Старинное название: sal mirabile Glauberi ("удивительная соль Глаубера"). Синоним: глауберова соль.

Химический состав. Na₂O 19,3%, SO₃ 24,8%, H₂O 55,9%. С обилием кристаллизационной воды связаны многие свойства минерала.

Рис. 248. Кристалл мирабилита

Сингония моноклинная; призматический в. с. L₂PC. Кристаллы обладают короткостолбчатым обликом по оси b или по оси с (рис. 248). Обычно встречается в сплошных зернистых агрегатах, а также в виде корок и налетов.

Цвет. Бесцветный и прозрачный, но иногда мутный, белый с желтоватым, синеватым или зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный. Показатели преломления очень низкие: Ng= 1,398, Nm = 1,396 и Np =1,394.

Твердость 1,5-2. Весьма хрупок. Спайность по {100} совершенная. Излом по другим направлениям раковистый. Уд. вес 1,48. Прочие свойства. В сухом воздухе постепенно теряет всю воду и, превращаясь в тенардит, становится белым порошковатым веществом. Обладает охлаждающим слабо горько-соленым вкусом.

Диагностические признаки. Как минерал, богатый молекулами H₂O, связанными в кристаллической решетке, из всех легкорастворимых водных сульфатов и хлоридов обладает наименьшим удельным весом и наиболее низкими показателями преломления. От соды (Na₂CO₃•1OH₂O) отличается тем, что при действии HCl не выделяет углекислоты. При нагревании выше 32° плавится, вернее, растворяется в собственной кристаллизационной воде.

Происхождение. В больших массах образуется в насыщенных натрием и сульфатными анионами соляных озерах при испарении воды при температурах ниже 33° (если в растворе отсутствуют другие растворимые соли) либо при понижении температуры в осеннее и зимнее время. Если испарение воды для раствора того же состава будет происходить при более высоких температурах, чем 33°, то будет кристаллизоваться безводный сульфат натрия - тенардит. В присутствии растворенного хлористого натрия, что почти всегда имеет место в соляных озерах, тенардит в процессе испарения воды выпадает при более низких температурах.

Практическое значение. Используется главным образом для приготовления соды по способу Леблана (сплавлением с известняком и углем), а также в стекольной, красочной и других отраслях промышленности. В медицине употребляется как слабительное средство.

Месторождения. В заливе Кара-Богазгол (Каспийское море) в зимние месяцы, когда температура воды опускается ниже 6°, на дно в огромных количествах оседает мирабилит, который штормами частью выбрасывается на берег, образуя белые валы соли. В летнее время мирабилит в самом заливе вновь переходит в раствор, а выброшенный на берег в верхних слоях обезвоживается, превращаясь в тенардит. Многочисленные мелкие высохшие озера Северного Прикаспия, Северо-Восточного Казахстана (Кулундинская степь), Северного Кавказа (к югу от Ставрополя), Закавказья, Крыма и др. содержат большие массы мирабилита с тенардитом, нередко переслаивающиеся с пластами галита, иногда гипса и др.

Из иностранных месторождений, содержащих мирабилит, упомянем о Большом Соленом озере в штате Юта (США), озерах Мексики, Аргентины.

Полигалит - K₂MgCa₂[SO₄]₄•2H₂O. Сингония триклинная. Наблюдается в плотных волокнистых, шестоватых агрегатах.

Цвет белый с сероватым или желтоватым оттенком, а также кирпичнокрасный. Блеск стеклянный. Ng = 1,567, Nm = 1,562 и Np =1,548.

Твердость 2,5-3. Спайность по {110} средняя. Уд. вес 2,72-2,78. П. п. тр. легко теряет воду и плавится в непрозрачный шарик. Вода выщелачивает соли К и Mg и оставляет осадок, отвечающий по составу гипсу.

Образуется из рассолов, богатых Mg, К и Ca, в сравнительно широком диапазоне температур: О-80°. В месторождениях в районе Стассфурта слагает особый "полигалитовый ярус", располагающийся между ангидритовым и кизеритовым. Иногда переслаивается тонкими слоями галита. Встречается также в соляных залежах в Ишле, Халльштадте (Австрия), в Тексасе, Нью-Мексико (США) и в других местах.

Как калийная соль, идет на производство искусственных удобрений.

Каинит - KMg[SO₄]Cl•3H₂O, или MgSO₄•KCl•3H₂O. Сингония моноклинная. Обычен в плотных зернистых массах. Редко встречающиеся кристаллы имеют таблитчатый или призматический облик.

Цвет желтовато- или серовато-белый, иногда красный. Блеск стеклянный. Ng = l,516, Nm = 1,505 и Np = l,494. Твердость 2. Уд. вес 2,1.

П. п. тр. плавится. В воде легко растворяется. Вкус горько-соленый. Не гигроскопичен (отличие от карналлита).

Вместе с другими калийными солями распространен в соляных месторождениях Стассфурта в ассоциации с шёнитом (K₂Mg[SO₄]₂•6H₂O), карналлитом, кизеритом, галенитом и др. В значительных массах встречается у Калуша (Западная Украина).

Имеет практическое значение как сырье для получения искусственных удобрений и для производства калийных солей.