<< tagasi

MAAKOORE KEEMILINE, MINERAALNE JA KIVIMILINE KOOSTIS.
MINERAALI MÕISTE.
MINERAALIDE FÜÜSIKALISED OMADUSED JA TEKE.
MINERAALIDE KLASSIFITSEERIMISEST.

MAAKOORE KEEMILINE KOOSTIS

Maakoore keskmine paksus on ~20 km, samas on selle ülejäänud sfääridega võrreldes tühiselt õhukese kihiga seotud kõige suuremad variatsioonid, nii kihi suhtelises paksuses kui ka selle koostises.

Kivimiliselt on maakoore kõige ülemises, keskmiselt 16 km paksuses kihis ülekaalus mitmesugused tardkivimid (või nende moondelised ekvivalendid), mis moodustavad 95% kogu kivimite massist. Ligikaudu 4% moodustavad kildad, 0.75% liivakivid ja 0.25% karbonaatsed setendid. Seega peaks tardkivimite keskmine keemiline koostis vastama küllalt täpselt maakoore keskmisele keemilisele koostisele. Arvutuste järgi, mis sisaldavad vastavaid kivimite proportsioone ning arvestavad ka settekivimite keskmisi koostisi, moodustavad maakoore ülemisest osast 98.73% ainult üheksa elementi, kuna kõikide ülejäänud elementide sisaldus on vaid 1.27%

Tabel. Maakoore ülemise 16 km paksuse kihi  keskmine keemiline koostis (Mason, 1971)
 
 

Mahuliste suhete järgi on absoluutselt valdav hapnik (O), mistõttu võib öelda, et atomaarses mõttes koosneb maakoor hapniku anioonide massist, mis on omavahel seotud teiste elementide ioonidega (peamiselt on selliseks koordineerivaks elemendiks räni- Si).

Seaduspärasused keemilise koostises väljenduvad suurepäraselt ka mineraalsete esinemisvormide esinemissageduses. Mineraalses mõttes moodustavad enamuse maakoorest mitmesugused silikaadid, mis on keemilises mõttes O-Si kristallstruktuursed vormid.

Mineraalsete vormidega on seotud ka elementide kontsentreeruvusvõime moodustada püsivaid mineraalseid ühendeid. Paljud elemendid, mis esinevad maakoores silmatorkavas koguses esinevad tegelikkuses hajutatult ja vastupidi.
 

1. MINERAALID, NENDE FÜÜSIKALISED OMADUSED JA TEKE.

1.1 MINERAALI MÕISTEST

Selliseid aine liike käsitletakse mineraalsete liikidena, milledele antakse kindlad nimed: püriit, kvarts, korund jt. Maalt, meteoriitidest ja Kuu kivimeist on käesolevaks ajaks leitud üle 3700 erineva mineraali. Viimastel kümnenditel on igal aastal kirjeldatud 60-70 uut mineraali.

Mineraalide kirjeldamise ja uurimisega tegeleb geoloogia haru mida nimetatakse mineraloogiaks.

Mineraalid, kui keemilised ühendid, tekivad nii eluta looduse füüsikalis-keemilistes protsessides kui ka organismide elutegevuse käigus. Tegeldes eelkõige anorgaanilise looduse ainelise koostise uurimisega, jäävad geoloogiateaduste vaateväljast tavaliselt välja orgaanilised mineraalid s.o. polümeriseerunud süsinikühendid (süsiniku orgaanilised ühendid, kondenseerunud naftaproduktid jt.), milliseid käesolevas kursuses ei vaatle. Käsitlemata jäävad ka inimese poolt laboratooriumis sünteesitud tehismineraalid.

• Mineraali koostise individuaalsus seisneb tema koostisosade: aatomite, ioonide, ioonrühmade seostumises kindlas vahekorras, mida väljendab mineraali keemiline valem
 
• Mineraali struktuuri individuaalsus tuleneb nende samade koostisosade korrapärase, võrelise paiknemise viisist, mida iseloomustatakse mineraali kristallstruktuuri e. kristallvõrena.

Mineraalide kristallvõre võib temperatuuri ja rõhu varieerudes muutuda. Sellist nähtus nimetatakse polümorfismiks.

                                                    Kvartsi polümorfsed erimid 

Koostiselt ühesugused, aga struktuurilt erinevad polümorfsed modifikatsioonid on erinevateks mineraalseiks liikideks, nagu näiteks teemant ja grafiit või -kvarts (püsiv temperatuuril alla 573°C) ja ß-kvarts (püsiv temperatuuril üle 573°C).

Erijuhul võivad struktuuriühikud (aatomid, ioonid, ioonrühmad) paikneda korrapäratult, mida me näeme amorfsetes mineraalides (opaal). Viimastel ilmneb geoloogilise aja jooksul siiski tendents oma struktuuri korrastada - minna üle kristalsesse seisundisse (opaal kristalliseerub kaltsedoniks), kuna sellisena on aine siseenergia väiksem ning struktuur tervikuna stabiilsem.

Lähtudes kristalsete ainete võrelise siseehituse ideest, töötasid vene kristallograaf J. S. Fjodorov ja saksa matemaatik A. Schoenflies möödunud sajandi lõpul teineteisest sõltumatult välja teooria kristallstruktuuri 230-nest ruumigrupist. See kirjeldab struktuuriosakeste, aatomite, ioonide ranget geomeetrilist paiknemist sümmeetriaelementide 230 kombineerumisviisi järgi kristallvõres. Teooria õigsust kinnitas käesoleva sajandi algul mineraalide struktuuri uurimine röntgenkiirte abil.
 

1.2. MINERAALIDE FÜÜSIKALISED OMADUSED

Mineraalide makroskoopilisel määramisel toetutakse nende mitmesugustele füüsikalistele omadustele, milledest olulisemad on kristallide väliskuju, mineraalagregaatide morfoloogia, mineraalide värvus, pulbri e. kriipsu värvus, läige, lõhenevus, murdepinna iseloom, kõvadus ja tihedus.

1.2.1. Mineraalide kuju

Makromastaabis väljendub kristallide võreline struktuur mineraalide väliskuju sümmeetria s. o. kristallivormi tahkude, servade ja tippude seaduspärases paiknemisena. Ideaalseis tingimustes kasvavad mineraalid korrapäraste hulktahukate nn. tahuvormidena nagu kuup, bipüramiid jt. Harvem esineb nn. tipuvorme e. kristallskelette, kus kristall on välja kasvanud eelkõige tippude suundades, nagu me seda näeme lumehelvestel.

Kõige üldisemas plaanis saame mineraalide tahuvormide kuju iseloomustada järgmiste mõistetega:

• isomeetriline (püriit, magnetiit, haliit),
• tulpjas e. prismaline (kvarts, berüll),
• nõeljas (kiudkips e. seleniit),
• kiudjas (asbest),
• tahveljas (kips, plagioklass),
• leheline (vilgud).

Eristatakse lihtvorme, milles kõik tahud on ühesuguse kuju ja suurusega ning kombinatsioonilisi vorme, milles võib näha mitut liiki eri kuju ja suurusega tahke. Kombinatsioone vaadeldakse mitme lihtvormi kooslusena.
 

• Mineraalidel on 47 lihtvormi, kombinatsioone aga lõputu hulk. Enamuse mineraalide kuju on vaadeldav mingi kombinatsioonina.

Mineraalide väliskuju korrapära s. o. sümmeetriat (kr. k. vastavus) saab iseloomustada aga ka veel tahkude, servade või tippude seaduspärast paiknemist kirjeldavate abstraktsete mõistete, sümmeetriaelementide, abil. Selleks kasutatakse mõttelise pööramistelje - sümmeetriatelje (L), peegelduspinna - sümmeetriapinna (m) ja peegeldamispunkti - sümmeetriakeskme (C) mõisteid. Osakeste paiknemise korrapära kirjeldamiseks kristallstruktuurides kasutatakse veel täiendavaid sümmeetriaelemente.
 

Sümmeetriapind jagab objekti kaheks võrdseks pooleks, mis on teineteise suhtes peegelpiltideks. Trapetsoeedris selliseid pindu pole, risttahukas on kolm üksteisega ristuvat peegelpinda, maksimaalne arv, üheksa, on neid aga kuubis.

Sümmeetriatelje ümberpööratav kujund omandab lähteasendi (öeldakse: kattub iseendaga) teatud nurga, elementaarse pöördenurga, võrra pööramise järel. Pööramisel täisringi võrra kattub erinevat järku sümmeetriateljel pööratav kujund erinev arv korda:

• teist järku sümmeetriatelg - L2; kattumine 2 korda (elementaarne pöördenurk 180),
• kolmandat järku sümmeetriatelg - L3; kattumine 3 korda (elementaarne pöördenurk 120),
• neljandat järku sümmeetriatelje - L4; kattumine 4 korda (elementaarne pöördenurk 90),
• kuuendat järku sümmeetriatelg - L6; kattumine 6 korda (elementaarne pöördenurk 60).

Risttahukat iseloomustab 3 üksteisega ristuvat teist järku sümmetria telge - L2 (mis on ühtlasi sümmeetriapindade ristsirgeteks), kuubist võime leida aga 4L3 ("väljuvad" kuubi tippudest), 3L4 ("väljuvad" tahkude keskelt) ja 6L2 ("väljuvad" servade keskelt). Erinevalt eluslooduse vormidest (näiteks meritähed), ei ole eluta looduse kristallivormide kuju kirjeldamisel võimalik leida viiendat järku ja suuremat kui kuuendat järku sümmeetriatelge, mille võimatus tuleneb kristallide võrelisest struktuurist.

Sümmeetriakese on punkt figuuri keskmes, mis peegeldab figuuri mistahes osa läbi enda vastaspoole, peegelvõrdsesse asendisse. Sümmeetriakese esineb neis kristallivormides, kus kõik tahud on paarikaupa, ühesuguse kuju, suurusega ning omavahel paralleelsed. Nii on ta olemas risttahuka ja kuubi tsentris, puudub aga püramiidis.

Kristallivormide tahukombinatsioone võib olla lõpmatult palju. Palju vähem on aga neis vormides erinevaid sümmeetriaelementide kombinatsioone. Nii risttahukat kui rombilise ristlõikega bipüramiidi iseloomustab sümmeetriaelementide kombinatsioon 3L23PC, kuupi ja oktaeedrit aga 3L44L36L29PC. Kokku iseloomustab kristallide väliskuju lõputut mitmekesisust 32 sümmeetriaelementide kombinatsiooni e. punktigruppi

Punktigrupid (ja nende järgi ka kristallivormid) rühmitatakse seitsmesse klassi e. süngooniasse (kr. k. nurksarnasus). Minnes kõige ebesümmeetrilisemate vormide süngooniast kõige sümmeetrilisemate vormide süngooniani, saame järgmise rea: 

• Trikliinne - siia kuulub 2 punktigruppi; kristalli vormides esineb ainult L1 või C;
• Monokliinne - 3 punktigruppi; kristallivormides võib esineda kas üks m või üks L2 või kombinatsioon L2mC;
• Rombiline - 3 punktigruppi; kristallivormides võib üheaegselt olla mitu m või mitu L2;
• Trigonaalne - 5 punktigruppi; kristallivormides on alati üks L3;
• Tetragonaalne - 7 punktigruppi; kristallivormides alati üks L4;
• Heksagonaalne - 7 punktigruppi; kristallivormides alati üks L6;
• Kuubiline - 5 punktigruppi; kristallivormides on alati üks L3C.

Looduses esinevad mineraalid tavaliselt üksteisega kokkukasvanult s.o. agregaadina. Harva on kristallid rangelt seaduspäraselt, näiteks üksteisega paralleelselt (nagu kiudkipsis ja asbestis) kokku kasvanud. Sagedamini esineb juhuseid, kus üks kristall on teise, samaliigilise kristalliga kokku (või sellest läbi) kasvanud viimase suhtes 180 pööratud asendis. Sellised (läbi-)kokkukasved on tuntud kaksikutena ja nende väliskujule on iseloomulikud sissepoole pööratud nurgad.

Paljudes agregaatides on aga mineraalid lihtsalt statistiliselt orienteeritud. Näiteks on sellised moodustised druusid - ühelt aluselt kooskasvanud, enamasti tulpjate kristallide (kaltsiit, kvarts jt.) kooslused.

Kui mineraalide terasuurus agregaadis on alla 0,1 mm s.o. väiksem inimsilma lahutusvõimest, räägime peitkristalseist agregaatidest, mis liitumistugevuselt võivad olla tsementeerunud või muldjad massid (ookrid). Ookritest on väga levinud kollased või roostepruunid raua ookrid (limoniidid) ja mustad tahmjad ookrid (vaadid).

Tsementeerunud peitkristalseteks massideks on mudalises keskkonnas kristalliseerunud mugulad - konkretsioonid, mis kasvavad tsentrist väljapoole. Konkretsioonidele vastanduvad nendega kujult sarnased kivimiõõnsuste täited - sekretsioonid, millede kasv toimub õõnsuse servadelt tsentri suunas. Mõnikord jääb sekretsiooni tsenter veel mineraalmassist täitmata või on siia kasvanud druusid.

Konkretsioone ja sekretsioone moodustav mineraalaines on sageli tardunud (kalgendunud) kolloidlahusena ning sellepärast võib nende vormide pealispind olla gravitatsioonijõust tingitud väljasopistustega nn neerjas pealispind, mis on väga tüüpiline kivistunud kolloidse päritoluga mineraalsetele massidele (metakolloididele). Sellise pärioluga on laialt levinud opaali, kaltsedoni, hematiidi ja götiidi kogumikud.

Peitkristalseteks agregaatideks on ka liikuvaveelises keskkonnas hõljunud võõrkehadele (liivaterad, õhumullid jt.) settinud kontsentrilis-koorikulise või radiaalkiirelise siseehitusega sfäärilised, mõne mm - 1 cm läbimõõduga mineraalsed massid - oiidid (või oliidid e. herneskivid). Eesti aluspõhja lubjakivides esinevad mõne mm läbimõõduga lubi- või raudoiidid. Skeletjate kristallide (kuld, hõbe) agregaadid meenutavad kujult hargnevaid oksi, mistõttu selliseid moodustisi nimetatakse dendriitideks.
 

1.2.3. Mineraalide värvus

Värvus aistingu põhjustab mineraali läbinud või sellelt peegeldunud valgusvoo spektraalne koostis.

Struktuuri defektidest põhjustatud, nn. idiokromaatiline (kr. k. idios - oma) värvus on paljudele mineraalidele iseloomulikuks, püsivaks omaduseks. Nii on malahhiit alati roheline, kuld ja väävel alati kollased, galeniit hall. Struktuurseid defekte põhjustavaid, seega ka idiokromaatilist värvust muutvaid elemente nimetatakse kromofoorideks.

Mineraalis hajutatud peened mehhaanilised lisandid põhjustavad temas mitmesuguseid nn. allokromaatilisi värvusi. Sellise loomusega on adsorbeeritud lisanditega metakolloidide mitmekesised värvused, mida me näeme kaltsedonides ja opaalides.

Mineraalide pinnalt ja mitmesugustelt sisemistelt kihtidelt peegelduvad ja interfereeruvad valguslained tekitavad mitmesuguseid värvusefekte - pseudokromaatilisi värvusi. Sellise loomusega on sulfiidide kirjud oksüdatsioonikirmete värvused, siniste või rohekaskollaste helkide teke (irisatsioon) plagioklassides ning piimjate punaste jt. värvide mäng (opalestsents) väärisopaalides.

Kriipsu värvus s.o. mineraali pulbri värvus, võib langeda ühte kristallide värvusega kuid võib sellest ka erineda. Nii on mustades toonides värvunud hematiidil kirsipunane, mustal götiidil aga tumepruun kriips. Kriipsu värvus on sageli püsivam mineraali monoliidi värvusest ja sellest enamasti veidi heledam. Kriips tekitatakse mineraali tõmbamisega vastu keraamilist plaati. Kuna viimase kõvadus (Mohs'i skaalas) on ligikaudu 6 annavad sellele kriipsu vaid sellest väiksema kõvadusega mineraalid.
 

1.2.4. Mineraalide läige

Läike aistingu tekitab mineraali tasaselt pinnalt peegeldunud valgusvoo intensiivsus. Sõltuval peegelduva valgusvoo intensiivsusest eristatakse:

• klaasiläikega mineraalid (kvarts, päevakivi, fluoriit), kus peegeldub kuni 10% mineraalile langenud valgusvoo intensiivsusest.
• teemantläikega mineraali (sfaleriit, väävel) tahk või lõhenevuspind peegeldab 10-19%,
• poolmetalse läikega mineraalil (hematiit, grafiit) 19-25%,
• metalse läikega mineraalil (püriit, kuld, galeniit) üle 25% sellele langeva valgusvoo intensiivsusest.

1.2.5. Mineraalide läbipaistvus

Läbipaistvuse aistingu tekitab kristalli läbinud valgusvoo intensiivsus.

• läbipaistvad on mineraalid, läbi mille paistavad esemete kontuurid. Enamasti on need klaasi läikega, värvitud või nõrgalt värvunud, ilma kromofoorsete ja mehhaaniliste lisanditeta mineraalid (mäekristall, islandi pagu, kivisool, kips).
• poolläbipaistvad e. läbikumavad mineraalid kumavad valgust läbi vaid äärtelt (suitsukvarts, dolomiit),
• läbipaistmatud, metallilise läikega mineraalid ei lase valgust läbi isegi mitte kildude õhenenud servadest (magnetiit, püriit, grafiit).

1.2.6. Mineraalide lõhenevus ja murre

Lõhenevuseks nimetatakse mineraalide omadust lõheneda löögil kildudeks mööda on tasaseid, läikivaid pindu - lõhenevuspindu.

Kildude ebatasased, enamasti matid pinnad on  murdepinnad. Lõhenevuspindadeks pole mitte juhuslikud, vaid kristalli tegelike (või võimalike) tahkudega paralleelsed tasandid. Kuubi tahkudega paralleelsed lõhenevuspinnad iseloo- mustavad nn. kuubilist mineraali lõhenevust, prisma tahkudega prismalist lõhenevust jne.

Erinevatel mineraalidel väljendub lõhenevuse omadus erineva intensiivsusega. Selle iseloomustamiseks kasutatakse järgmist skaalat:

• ülitäiuslik lõhenevus - mineraal laguneb kergesti õhukesteks plaatideks või lehekesteks (vilgud,kips);
• täiuslik lõhenevus - kristallid lagunevad paksemateks plaatideks või hulktahukateks (kaltsiit, galeniit, haliit);
• selge lõhenevus - kristallid lagunevad kildudeks, kus on võrdselt nii tasaseid lõhenevuspindu kui ebatasaseid murdepindu (päevakivid, amfiboolid, pürokseenid);
• ebaselge lõhenevus - kristallid lagunevad kildudeks, kus domineerivad ebatasased murdepinnad (apatiit, väävel, kassiteriit);
• lõhenevus puudub - mineraalil kui kildudel on vaid ebatasased murdepinnad (kvarts, magnetiit, püriit).

1.2.7. Mineraalide kõvadus

Kõvaduse all mõeldakse mineraali kui tahke keha vastupanuvõimet välisele deformeerivale jõule. Mineraloogias eristatakse füüsikalistes suurustes (kg/mm²) väljendatud absoluutset e. mikrokõvadust ja ühe mineraali teist deformeeriva toime kaudu väljendatud nn. suhtelist e. Mohs'i kõvadust (Austria mineraloogi Fr. Mohs'i järgi, kes 1822. a. koostas suhtelise kõvaduse hindamiseks etalonmineraalide skaala).

Mikrokõvaduse määramisel lähtutakse kristalli tahule kindla jõuga teemantpüramiidi või -kuuli surumisel tekkinud mikroskoopilise süvendi mõõtmetest. Suhtelist kõvadust hinnatakse kümne etalonmineraali, mille kõvadus on numereeritud ühest kümneni, pinna kriimustamise kaudu.

Tabelis on toodud Mohs'i etalonskaala mineraalid, nende suhteline ja mikrokõvadus. Nagu näha, on Mohs'i skaala jaotused väga erineva füüsikalise kõvaduse väärtusega.
 
 

Välitingimustes on otstarbekas suhtelise kõvaduse määramiseks kasutada ka muid käepäraseid abivahendeid, millede Mohs'i kõvadus on ligilähedaselt teada. Nii on sõrmeküüne suhteline kõvadus 2,5 , vaskmündil 3, raudnaelal 4-4,5 , aknaklaasil ja heal noatera(se)l 6, viiliterasel 7.
 

1.2.8. Mineraalide tihedus

Looduslike mineraalide tihedus s.o. massi suhe ruumalasse, varieerub vahemikus 0,9 (jää) kuni 23 g/cm³ (iriidiumi intermetallilised ühendid). See omadus on mineraalile püsivalt iseloomulik tunnus, mille väärtus võib aga veidi muutuda isomorfismi ja polümorfismi protsessides. Laboratoorselt määratakse mineraalide tihedust kalibreeritud klaassilindris, püknomeetris, täpselt kaalutud mineraalmassi poolt väljatõrjutud veemassi ruumala kaudu. Väliolukorras hinnatakse mineraali tihedust tema tüki kaalu järgi käes, kasutades võrdlusmineraalidena teadaoleva tihedusega samasuguse suurusega mineraali tükke, näiteks merevaiku (d1,1 g/cm³), barüüti (d4,5 g/cm³), galeniiti (d7,5 g/cm³) jt. Reeglina on metallilise läikega mineraalide tihedus üle 4 g/cm³, klaasi- ja teemantläikega mineraalidel kõigub see aga 2-4,5 g/cm³ vahel.

Peale ülalkirjeldatute, on mineraalidel veel rida teisi omadusi (magnetilised, elektrilised, keemilised jne.), millede kasutamine mineraalide makroskoopilisel iseloomustamisel on aga raskendatud ja seetõttu neid selles praktikumijuhendis ei vaadelda.
 

1.3. MINERAALIDE TEKKEPROTSESSID

Mineraalid tekivad nii Maa pinnal kui ka planeedi süvaosades.

Maa pindmist osa, põhjavete alumisest piirist maapinnani, nimetatakse eksosfääriks, mistõttu ka siin kulgevaid geoloogilisi protsesse nimetatakse eksogeenseteks. Maapinna kivimeis toimuvad eksogeensete geoloogiliste tegurite (temperatuuri kõikumine, tuul, vesi, liustikud jt.) toimel mitmekesised mineraalide mehhaanilise ja keemilise lagunemise, s.o. murenemise, aine edasikande ja settimise protsessid. Kui neis osaleb määravana ka elusloodus -bakterid, taime-, loomariik - räägime biogeensetest (inimese puhul tehislikest e. antropogeensetest) protsessidest.

Algselt pudedad mineraalmassid (mudad, aleuriidid, liivad jt.) kaotavad mattunult aja jooksul neis sisalduva vee, milles lahustunud aines settib välja varasemaid mineraale tsementeeriva (ka asendava) massina. Selliseid protsesse, kus pudedast settest konsolideerub kõvastunud settekivim nimetatakse diageneesi protsessideks.

Sügavuse suurenedes tõuseb kivimite temperatuur ja rõhk. Seda põhjustavad mitmed tegurid, näiteks radioaktiivsete elementide lagunemisel ja maakoorde tõusnud magmamasside tardumisel eralduva soojuse kuhjumine, lasuvate ja liikuvate kivimimasside poolt avaldatav staatiline ning dünaamiline rõhk jt. parameetrid. Temperatuuri ja staatilise rõhu tõusu sügavusühiku (km) kohta iseloomustatakse vastavate mõistete "geotermiline aste" ja "geobaariline aste" abil. Sõltuvalt eri piirkondade geoloogilisest ehitusest ja ka sügavustest on nende suuruste väärtused erinevad. Kontinentide maakoore keskmisena hinnatakse geotermilist astet 25°C/km ja geobaarilist astet 270 bar/km.

Temperatuuri tõustes üle 100°C hakkavad hävima settekivimitele tüüpilised eksogeensed moodustised - savimineraalid (kaoliniit, illiit jt.). Nende kadumine ja uute, vilgumineraalide teke tähistab kivistumisprotsesside lõppu ning moonde- e. metamorfismiprotsesside kui Maa siseste e. endogeensete geoloogiliste protsesside algust.

Kõrge rõhk, soojus, kivimite pooriruumis ja lõhedes ringlevad kuumad vesilahused e. hüdrotermid ning gaasisegud e. pneumatolüüdid, põhjustavad maakoorde vajunud mineraalide mikroskoopilist üleslahustumist pooriruumis ja poorilahustest uute, metamorfsete mineraalide väljasettimist. Selliseid protsesse tervikuna vaadeldakse mineraalide metamorfse ümberkristalliseerumisena.

Intensiivse süvasoojusvooga kohtades (näit. laamade piiridel), kus moondekivimite temperatuur tõuseb üle 650C ning nende pooriruum on küllastunud veeaurust, hakkavad mineraalid massiliselt vedelduma - kivimite järk-järgulisel ülessulamisel tekib (tuli-)vedel keemiliste ühendite segu - magma (kr. k. taigen). Sellised ülessulamisnähtused tähistavad metamorfismiprotsesside ülemist e. kõrgetemperatuurilist piiri. Maakoore kivimite ülessulamisel tekib ränirikas (SiO₂>65%) e. happeline magma. Analoogilised protsessid vahevöös tekitavad ränivaest (SiO₂ 45-52%) e. aluselist magmat, vähem ka K ja Na rikast e. leeliselist magmat.

Kuna tekkinud magmamassi tihedus ja viskoossus on reeglina ümbritseva kivimmassi tihedusest ja viskoossusest väiksem, hakkab selline vedel mass kivimites rebendlõhesid tekitades end maapinna poole üles suruma. Enamus magmasid kaotab aga aeglasel tõusul nii palju soojust, et neis vallanduvad mineraalide kristalliseerumisprotsessid, millede massiline levik viib magmade tardumisele - tekivad intrusiivsed magmakivimid. Suhteliselt väikese viskoossusega magmad jõuavad sageli siiski maapinnani, ilmudes siin vulkaanide laavadena, mis tarduvad kiiresti purske e. effusiivsete kivimitena. Viimastes on mineraalide kõrval tavaliselt suuremal või vähemal hulgal laava karastumisprodukte, amorfset vulkaanilist klaasi.

Maakoore siseselt kristalliseeruvas magmas kontsentreeruvad selles lahustunud lenduvad ühendid (H₂O, CO₂, H₂S, HCl jt.) sedavõrd, et eralduvad magmast omaette gaasilise faasina, pneumatolüüdina, millest sublimeeruvad gaasilise tekkega e. pneumatolüütilised mineraalid. Gaasisegude tugeval katalüütilisel toimel kristalliseeruvad jääkmagmadest kivimite lõhedesse või õõnsustesse suure kuni gigantokristalliliste (kristallimõõtmetega üle 5 cm) mineraalide agregaadid - pegmatiidid. Gaasisegude kondenseerumisel (temperatuuridel alla 400°C) tekivad kuumad vesilahused - hüdrotermid, milledest jätkub mineraalide kristalliseerumine ümbriskivimi lõhedesse ja tühikutesse hüdrotermaalsete soonte või ebakorrapärase kujuga lasunditena. Maapinna lähedal tekivad hüdrotermid põhjavee üleskuumutamisel.
 

1.3.1. Endogeensed protsessid

1.3.1.1. Magmalised mineraalitekke protsessid

Magma kujutab endast ainete tulivedelat segu, milles enamlevinud elementideks, nende sisalduse kahanemise järjekorras on O, Si, Al, Mg, Fe, Ca, Na, K. Seejuures on hapnik ja räni on ainsaiks elementideks, mis esinevad kõigis magmakivimite tüüpides.

Mineraalide kristalliseerumine magmast algab neid moodustavate komponentide üleküllastunud seisundi saavutamisel magma temperatuuri alanemise käigus.

Põhiliste kivimitmoodustavate magmaliste mineraalide kristalliseerumisjärjekorda on võimalik kujutada nn. magma kristallisatsioonilise differentseerumise skeemina, mida nimetatakse esmaesitaja USA petrograafi N. Bowen'i järgi Bowen'i skeemiks. 

Bowen'i skeem. Kirjeldab mineraalide kristalliseerumisjärjekorda (aluselisest-)magmast

Bowen'i skeemil on mineraalid reastatud ülalt alla oma kristalliseerumise alguse e. kristallisatsiooni järjekorra järgi. Skeem kehtib otseselt ainult aluselise e. basaltse magma kristallisatsiooni kohta. Kaaliumist ja naatriumist rikastunud leeliseliste magmade kristallisatsioonil tekib kvartsi asemel olulise mineraalina nefeliin ning laavades ka leutsiit.

Bowen'i skeemilt on näha, et üheaegselt kristalliseeruvad kahe rea mineraalid: tumedad e. värvilised mineraalid ning heledad mineraalid - plagioklassid. Seejuures kristalliseerub kindla värvilise mineraaliga koos kindla koostisega plagioklass. Maakoores toimub mineraalide massiline kristalliseerumine magmades temperatuurivahemikus 900-650°C, maapinnal tarduvais laavades aga, tänu eksotermilistele oksüdeerumisprotsessidele leiab see aset temperatuuridel 1200-900°C. Kõige hilisema tekkega mineraalideks on reeglina K-päevakivi ja kvarts. Nende väljakristalliseerumise ajal eraldub magmast juba ka oluliselt gaasisegusid. Viimaste osakaalu suurenedes lähevad magmalise kristalliseerumise protsessid järk-järgult üle juba pneumatolüütilistaks mineraalitekke protsessideks.

1.3.1.2. Pneumatolüütilised ja hüdrotermaalsed mineraalitekke protsessid.

Peamiselt pneumatolüütilisele staadiumile (temperatuurid 650-400°C) vastava tekkega on pegmatiitide mineraalid, millede suured, sageli korrapärase geo- meetrilise kujuga kristallid on hinnaliseks juveliirseks ja tehniliseks tooraineks. Sellisteks mineraalideks on ortoklass, mäekristall, suitsukvarts, muskoviit, biotiit, topaas, berüll, turmaliin jt. Kuna gaasides kontsentreeruvad mitmed hajutatud ja haruldased elemendid: Be, Li, Rb, Cs, Zr, Mo, Sn, Ta, Nb jt., kristalliseeruvad need siin kas iseseisvate mineraalidena (berüll, tsirkoon, Li-vilgud, spodumeen jt.) või levivad teistes mineraalides isomorfse lisandina.

Maapinnal toimuvad mineraalide sublimatsiooniprotsessid vulkaanide kraatrites ja nende vahetus ümbruses, kus vulkaaniliste gaaside (H₂O, CO₂, CH₄, H₂S, HCl jt.) segust tekivad eheda väävli, haliidi, sülviini, hematiidi, püriidi, kinaveri jt. peeneteralised massid ja koorikud.

Magmatismi poolest aktiivsetes maakoore piirkondades ringlevate hüdrotermide temperatuur kõigub 400-50°C, rõhk mõnekümne kuni 1000 atm. vahel. Nad sisaldavad eelkõige vees lahustunud Si, S, F, CO2 jt. gaasilisi ühendeid ning on sageli metallide (Fe, Pb, Cu, Zn, Ag, Au) rikkad. Eri temperatuuridel kristalliseeruvad neist kivimite lõhedesse soonte või ebakorrapäraste lasunditena nn. soonkvarts, kaltsiit, fluoriit, metallirikkuse puhul aga eheda Au, Ag, Cu või sulfiidide kalkopüriidi, püriidi, galeniidi, sfaleriidi, jt. massid.
 

1.3.1.3. Metamorfsed mineraalitekke protsessid.

Moondeprotsessid leiavad aset maakoores murrangute piirkonnas purustus e. dünamometamorfismina, kontaktil magmamassidega kontakt e. termaalse metamorfismina ning Vahemere-Himaalaja ja Vaikse ookeani "tulerõnga" tüüpi noorte mäestike (kui laamade põrkepiirkondade) all leviva regionaalse e. dünamotermaalse metamorfismina.

Kivimite purustus e. kataklass iseenesest uusi mineraale ei loo, küll aga võivad settida lõhedesse valgunud vesilahustest peitkristalsed koorikulised vilkude, kloriitide, kvartsi, kaltsiidi, epidoodi jt. massid.

Termaalne metamorfism ja sellega seotud mineraalitekke protsessid arenevad eelkõige keemiliselt aktiivsetest mineraalidest koosnevate kivimite (näit. karbonaatkivimite, savikivimite, tuffide) ja mitmesuguseid lenduvaid ühendeid produtseeriva magma kontaktil. Põhimõtteliselt on tegu keemiliste vahetusreaktsioonidega, mille resultaadina kivimite poorilahuste või -gaaside keskkonnas tekivad kontanktkivimites (nn.sarvkivides) andalusiit, kordieriit, grossulaar, vesuviaan, diopsiid, forsteriit, seeliit, muskoviit, topaas, korund, aga ka mitmed maakmineraalid nagu magnetiit, volframiit, molübdeniit, polümetalsed sulfiidid jt.

Kui gaaside või vesilahustega reageeriva kivimi keemiline koostis muutub märgatavalt s.t. esineb oluline aine sisse- või väljakanne, nimetatakse selliseid mineraalide ümberkristalliseerumisprotsesse metasomatoosiks. Seejuures eristatakse näiteks pneumatolüütilist, hüdrotermaalset ja kon- taktmetasomatoosi.

Regionaalse moonde iseärasuseks on suuremastaabilise levikuga (mäestikuliste süsteemide suurusjärguga analoogilised) mineraalide ümberkristalliseerumisprotsessid, mida genereerivad nii süvasoojus kui staatiline ja dünaamiline (kivimplokkide liikumisest tingitud) rõhk. Eristatakse madala-, keskmise- ja kõrgetemperatuurilist regionaalmetamorfismi.

Madalatemperatuurilisel (100-400°C) moondel tekkinud plaatjate kivimite (kiltade) mineraalideks on peitkristalsed seritsiit, kloriidid, epidoot, kvarts ja albiit.

Keskmisetemperatuurilise (400-550°C) tekkega kristalsetes kiltades on juba palja silmaga eristatavad mitmesugused vilgud, kvarts, mikrokliin, plagioklass, amfiboolid, stauroliit, disteen.

Kõrgetemperatuuriliste (550-800°C) regionaalse metamorfismi kivimitele, gneissidele, on iseloomulikeks mineraalideks biotiit, küünekivi, pürokseenid, plagioklass, ortoklass, kvarts, granaadid, sillimaniit, kordieriit.

Maakoore moondekivimite ülessulamisel, mis algab sõltuvalt veeaururõhust pooriruumis temperatuuridel üle 650C, tekib ränirikas (SiO₂ 64-78%) happeline e. graniitne magma.
 

1.3.2. Eksogeensed protsessid

1.3.2.1. Murenemise mineraalitekke protsessid

Maa pinnal ja selle vahetus läheduses paiknevad mineraalid, kivimid alluvad atmosfääri, hüdrosfääri ja biosfääri mitmesuguste tegurite intensiivsele toimele, mistõttu endogeensed (sulfiidid, silikaadid) ja ka muutunud tingimustesse sattunud eksogeensed mineraalid (hüdroksiidid, hapnikulised soolad) teevad läbi rea keemilisi muutusi. Oksüdeerumise, hüdrolüüsi, hüdratatsiooni, karbonatiseerumise, sulfaadistumise jt. protsessides tekivad neist mitmesugused hüdroksiidid, karbonaadid, sulfaadid, silikaatidest savimineraalid jne. Kerglahustuvad leelis- ja leelismuldmetallide ühendid kantakse pinnasest põhjavetega murenemispaigast välja, rasklahustuvad Al, Fe³⁺, Si, Ti ühendid ladestuvad murenemispaigas, moodustades siin murenemiskooriku. Näiteks tekib sulfiidsete maagikohtade peale raua hüdroksiididest (limoniitne mass) murenemiskoorik nn. raudkübar, alumiiniumi ja ränirikaste endogeensete mineraalide intensiivsel murenemisel kuumas, niiskes kliimas tekib Al-hüdroksiididest, Si-kolloididest rikastunud boksiitne murenemiskoorik.

Biogeense murenemise näitena võib tuua anaeroobsed bakterid, mis hangivad elutegevuseks vajalikku energia mineraalide lagundamisest. Selliselt taandatakse sulfaate (eelkõige kipsi) ehedaks väävliks, püriiti seevastu oksüdeeritakse limoniitseiks massideks.
 

1.3.2.2. Aine edasikanne.

Murenenud materjali edasikanne toimub gravitatsioonijõu, mehhaaniliste, keemiliste, biogeensete jt. tegurite mõjul nii maismaal (nõlvad, liustikud), atmosfääris (tuul) kui vees (pinna-, põhjavees). Ainet kantakse laiali nii mehhaaniliselt kui tõeliste ja kolloidlahuste vormis.

Mehhaanilisele edasikandele alluvad murenemisele vastupidavad mineraalid (kvarts, ehedad metallid, paljud silikaadid), tõeliste lahustena kantakse edasi leelis- ja leelismuldmetallid, kolloidses vormis aga halva lahustuvusega elemendid nagu Fe, Mn, P, Cu, Si jt.
 

1.3.2.3. Settimise mineraalitekke protsessid.

Settimise põhjuseks on transpordikeskkonnas toimunud kvalitatiivne muutus, mis väljendub kas vee või õhu liikumiskiiruse, kemismi, temperatuuri näitajate muutusena.

Vastavalt transpordiviisile võib settimine toimuda kas mehhaanilistest segudest, tõelistest või kolloidlahustest. Looduses need viisid kombineeru- vad üksteisega. Nii saab igas settes eristada allotgeenseid e. mehhaaniliselt kohale kantud ja autigeenseid e. settimispaigas tõelistest või kolloidlahustest settinud mineraale.

Allotigeensete mineraalidena levivad setetes kvarts, magnetiit, granaadid, pürokseenid jt. magma- ja moondekivimite suure kõvadusega mineraalid.

Autigeensetena tekivad opaal, kaltsedon, kaltsiit, kips, anhüdriit, haliit, sülviin jt. karbonaatsed, sulfaatsed, halogeniidsed mineraalid.

1.3.2.4. Mineraalitekke protsessid diageneesil.

Uute mineraalide teket tihenevais ja kivistuvais setteis iseloomustab keemiliste tingimuste muutlikus ning mitmekesisus. Toimub aine osaline (laiguline) lahustumine ja settimine pooriruumis. Levinud on aine koondumine kolloidseiks tompudeks, mis kivistunult esinevad mugulate e. konkretsioonidena (apatiit, markasiit, opaal, kaltsedon). Setete diageneesil tekib rida uusi autigeenseid nn. diageneetilisi mineraale - kaltsiit, limoniit, glaukoniit, sideriit, vivianiit, paljud tseoliidid ja sulfiidid.
 

1.4. MINERAALIDE KLASSIFITSEERIMISEST

Mineraale võib klassifitseerida mitmesuguste omaduste alusel. Mineraalide grupeerimine nende tekkeprotsesside järgi on geneetilise klassifitseerimise sisuks. Üksteisest erinevaid mineraalide klassifikatsioone saame lähtudes sellistest omadustest nagu tihedus, kõvadus, läige, magnetilised, elektrilised omadused jne. Kristallistruktuuri sümmeetria ja seda väljendava väliskuju sümmeetria järgi jaotuvad mineraalid seitsmesse süngooniasse.

Pidades silmas mineraali struktuuri moodustavate osakeste paiknemise geomeetrilist motiivi klassifitseeritakse mineraale nn. struktuursel printsiibil, kus eristatakse viit struktuurimotiivi:
 

• Koordinatsioonilise struktuuri puhul on osakeste (või nende rühmade) vaheline kaugus kolmes erinevas tasapinnas rangelt konstantne.

 
• Karkass-struktuuris on osakeste paiknemine sarnane koordinatsioonilisele struktuurile kuid nendevaheline kaugus ei ole nimetatud tasapindades rangelt ühesugune.

 
• Kihtstruktuuris on osakestevaheline kaugus ühes tasapinnas (kihis) väiksem kihtidevahelisest kaugusest.

 
• Ahelstruktuuris paiknevad osakesed jooneliselt (või lindilaadselt) ühes tasapinnas.

 
• Saarstruktuuris levivad struktuuriühikud üksteisest isoleeritud "indiviidide" või nende rühmadena (näiteks "rõngastena", "hantlitena").

Üheks levinumaks mineraalide klassifitseerimise aluseks on nende keemiline koostis. Kuigi senini pole jõutud üldtunnustatud alajaotustega mineraalide keemilise klassifikatsioonini, liigitatakse siin mineraale lähtudes erinevate elementide seostumisest ja domoneerivast keemilise sideme tüübist.

Anorgaaniliste mineraalide hulgas eristatakse nelja tüüpi:

1. lihtained ja neile lähedased ühendid (domineerib metalliline ja kovalentne sidememotiiv),

2. sulfiidid ja nende analoogid (domineerib kovalentne sidememotiiv),

3. hapnikulised ühendid (domineerib üleminekuline, ioonilis-kovalentne sidememotiiv),

4. haloidsed ühendid (domineerib ioonilise sideme motiiv).
 

Selle järgi jaotuvad:
 

• lihtained (e. ehedad elemendid) metallide, poolmetallide ja mittemetallide klassidesse;
• sulfiidid ja nende analoogid sulfiidide, seleniitide, arseniidide, telluriitide klassidesse;
• hapnikulised ühendid oksiidide, hüdroksiidide, silikaatide, boraatide, fosfaatide, karbonaatide, volframaatide, kromaatide, sulfaatide, nitraatide klassidesse;
• haloidsed mineraalid kloriitide ja fluoriitide klassidesse.

 

• ahelstruktuuriga
• saarstruktuuriga
• lintstruktuuriga
• kihtstruktuuriga
• karkass-struktuuriga silikaadid

 

Mineraalide edasisel jaotamisel, näiteks rühmade tasemele, on eri autorid lähtunud kas katioonsete elementide isomorfismist, katioonide-anioonide suhtvahekorrast või katioonide geokeemilistest kooslustest, mistõttu olemasolevad mineraalide keemilised klassifikatsioonid võivad üksteisest tunduvalt erineda.

Kaasaegsed mineraalide klassifikatsioonid on enamasti nn. kristallokeemilised, kus ainelise koostise kõrval on rohkem või vähem arvestatud ka struktuurimotiive.

Käesolevas praktikumijuhendis piirdume vaid mineraalsete klasside väljaeraldamisega, tuues silikaatide klassis ära ka mineraalide jaotumise struktuurimotiivide järgi. Iseloomustame lühidalt enamlevinud mineraalide klasse, märkides olulisemate kohta ära ka nende leviku Eestis.

LIHTAINED: Mineraliseerunud vormis s.o. tahkesse olekusse kondenseerunult, esineb lihtainetena maakoores ligikaudu 20 elementi. Valdavad metallid, neist omakorda on enamlevinud Au, Ag, Cu, Pt. Mittemetallidest on levinumad süsinik, mis esineb kahes mineraalses vormis: teemandi ja grafiidina, ning väävel. Ehedad poolmetallid As, Sb, Bi jt. esinevad looduses võrdlemisi harva ja jäävad siin seetõttu käsitlemata.

HALOGENIIDID: Haloidide tüüpi kuuluvad anioonide Cl^-, F^-, Br^- ja J^- ühendid metallidega. Levinumad on kloriidide ja fluoriidide klassi mineraalid. Kõik haloidid on suhteliselt väikese kõvadusega, klaasi läikega mineraliseeritud vetest kui haloidseist gaasidest settivad mineraalid. Tuntuimad esindajad on soolajärvede mineraal haliit ja põhiliselt hüdrotermaalsetes soontes esinev fluoriit.

SULFIIDID JA NENDE ANALOOGID: Sulfiidide ja nende analoogide üldistatud koostis väljendub valemiga X_mZ_n, milles X tähistab mingit metalli, Z aga väävlit, arseeni või seleeni jt. väävli analooge. Sulfiidide klassi kuulub üle 250 mineraalse liigi, millede seas paljud on olulisteks Cu, Ag, Pb, Zn, Ni, Co maakmineraalideks. Sulfiidid on enamasti metalse läikega (v.a. sfaleriit), väikese-keskmise kõvadusega (v.a. püriit, markasiit) ja hüdrotermaalse tekkega (v.a. markasiit).

HAPNIKULISED ÜHENDID: Kuna maakoores on kõige enam levinum element hapnik, on ka mineraalide seas kõige rohkem hapnikulisi ühendeid.

Oksiidide klassi moodustavad metallide ühendid hapnikuga suhtvahekor- ras X₂O, XO, X₂O₃, XO₄, keeruliste oksiidide seas ka XY₂O₄ jt., kus X ja Y on metallid. Enamus oksiide on mittemetalse läikega (v.a. magnetiit), suure kõvadusega, endogeense tekkega mineraalid.

Hüdroksiidid on metallide ühendid hüdroksüülrühmaga (OH)^-. Väga levinud on murenemisel muldjate masside ja koorikutena tekkinud raua, mangaani ja alumiiniumi hüdroksiidid - ookrid.

Silikaadid moodustavad kõige arvukama mineraalide klassi. Siia kuulub umbes 25% kõikidest teadaolevatest mineraalidest, mis moodustavad ligikaudu 90% maakoore mahust. Kõigile silikaatidele on ühiseks tunnuseks nende struktuuris esinev anioonne radikaal SiO₄^4-: tsentraalsest räniioonist ja seda tetraeedri kujuliselt ümbritsevast neljast hapnikuioonist koosnev kompleks, nn. Si-O tetraeeder. Sellest, kas ja kuidas Si-O tetraeedrid on kristallvõres liitunud, olenevad mineraali keemiline valem, väliskuju, kõvadus jt. omadused. Enamlevinud on järgmiste struktuursete motiividega silikaadid:
 

1. Üksteisest isoleeritud (s.o. ainult läbi katioonide üksteisega seotud) Si-O tetraeedritega silikaadid. Sellised on oliviin, granaadid, tsirkoon, topaas.

2. Üht tippu pidi liitunud s.o. paardunud Si-O tetraeedritega silikaadid e. hantelsilikaadid. Sellist struktuurimotiiv on vesuviaani ja epidoodi kristallvõres.

3. Rõngalaadselt üksteisega liitunud Si-O tetraeedritega silikaadid e. rõngassilikaadid. Siia kuuluvad berüll, turmaliin, kordieriit.

4. Pidevatest Si-O tetreeedritest ahelatega või paardunud ahelatega e. lintidega silikaadid - ahel- ja lintsilikaadid. Sellise struktuurimotiiviga on pürokseenid ja amfiboolid.

5. Pidevatest Si-O tetraeedridest kihtidega silikaadid e. kihtsilikaadid. Siia kuuluvad väiksema kõvaduse ja libeduse, plaatja morfoloogiaga silikaadid: vilgud, talk, kloriidid, glaukoniit, savimineraalid (kaoliniit jt.).

6. Pidevatest Si-O tetraeedritest karkassiga silikaadid e. karkass-silikaadid - kus kõik tetraeedrite tipud on üksteisega seotud ning katioonid paiknevad karkassi tühikutes. Viimaste laengulist seostumist karkassiga võimaldab osades Si-O tetraeedreis toimunud Si⁴⁺ asendumine Al³⁺-ga, mistõttu osa O^2- valentssidemeid jääb vabaks katioonide seostamiseks. Selliseid silikaate nimetatakse alumosilikaatideks. Karkass-silikaatide hulka kuuluvad päevakivid (K-päevakivi, plagioklassid), nefeliin. Vee molekule sisaldavateks karkass-silikaatideks on tseoliidid.

Boraatide klassi kuuluvad mitmesuguste boorhapete soolad, millede koostises esinevad mitmeti liitunud tasapinnalise kolmnurga kujulised [BO₃]^3- ja tetraeedri kujulised [BO₄]^5- radikaalid. Boraadid settivad booririkaste soolajärvede vetest, harva ka boori sisaldavaist vulkaanilistest gaasidest ning moodustavad valkjaid peitkristalseid, ka klaasi läikega kiudjaid, väikese kõvadusega mineraalmasse.

Fosfaatide klassi moodustavad fosforhappe soolad tetraeedrikujulise radikaaliga [PO₄]^3-. Fosfaatide struktuuri on sageli seotud mitmesuguseid lisaanioone, nagu F^-, Cl^-, (OH)^-, vee molekule. Tuntuimaks mineraaliks on apatiit, mis tekib nii magmalises, moonde- kui setteprotsessides. Settelise tekkega apatiit moodustub koos savimineraalidega ebakorrapärase või mugulja kujuga agregaate, mida nimetatakse fosforiidiks. Põhja-Eestis, alamordo- viitsiumi liivakivides esineb biogeense (bio-kemogeense) tekkega fosforiit brahhiopoodide (perekonnad Obolus ja Lingula) karbikildude kuhjetena.

Karbonaatide klassi moodustavad kolmnurga kujulise CO₃^2- radikaaliga süsihappe soolad. Karbonaatide äratundmist võimaldab juba 3% HCl lahuse tilgas mineraali pinnal või pulbris toimuv keemiline vahetusreaktsioon CO₂ gaasimullide eraldumisega. Enamik karbonaate on lihtsa, mingit katiooni sisaldava koostisega nagu kaltsiit, sideriit, dolomiit, kuid on ka hüdroksüülrühma (malahhiit) ja vee molekule (sooda) sisaldavaid karbonaate. Enamus karbonaate on tüüpilised (keemilise) settelise, kaltsiit ja aragoniit ka organogeense päritoluga.

Volframaatide, molübdaatide, arsenaatide, vanadaatide ja kromaatide klassidesse kuuluvad reeglina haruldased, põhiliselt murenemiskoorikute mineraalid anioonsete kompleksidega WO₄^2-, MoO₄^2-, AsO₄^3-, VO₄^3-, CrO₄^2-.

Sulfaatide klassi mineraalide tunnuseks on saarstruktuurselt esinev tetraeedri kujuline SO₄^2- radikaal. Lihtsate sulfaatide levinumad mineraalid on barüüt ja anhüdriit. Vee molekule sisaldavate sulfaatide esindajaks on kõige laiemalt levinud sulfaat - kips. Sulfaadid setivad suhteliselt väikese kõvadusega, klaasi läikega mineraalidena väävlirikastest vetest, aga ka hüdrotermidest ja vulkaanilistest gaasidest.

J. Kirs, K. Kirsimäe, T. Kurvits, V.Kalm