minerały

Minerały — Minerały – pierwiastki lub związki chemiczne o określonym składzie chemicznym, właściwościach fizycznych i chemicznych i strukturze krystalicznej; powstałe w sposób naturalny w wyniku zachodzących w skorupie ziemskiej procesów geologicznych. Minerały stanowią główne elementy budulcowe skał litosfery, Księżyca oraz meteorytów.

Pochodzenie i występowanie minerałów

Minerały ze względu na pochodzenie dzieli się na minerały pierwotne, powstające bezpośrednio w danym środowisku oraz minerały wtórne, powstające z minerałów pierwotnych.

Minerały pierwotne dzieli się na:

• minerały magmowe – powstające w procesie krystalizacji magmy (krzemiany, glinokrzemiany
• minerały pneumatolityczne i hydrotermalne – powstające z przegrzanej pary i gorących roztworów wydzielających się z magmy (geody kwarcowe, geody kalcytowe, minerały pegmatytów);
• minerały wulkaniczno-ekshalacyjne – powstające z par i gazów wulkanicznych;
• minerały osadowe – powstające z wód śródlądowych i morskich m.in. w wyniku procesów sedymentacji i ewaporacji (odparowania) (kalcyt, gips, halit).

Kalcyt – skałotwórczy minerał osadowy. Wikimedia.org

Minerały wtórne powstają z minerałów pierwotnych w wyniku ich przemian fizycznych i chemicznych zachodzących w procesach wietrzenia, diagenezy (procesu tworzenia skały o zwięzłej strukturze poprzez łączenie luźnych ziaren skalnych spoiwem) oraz przemian metamorficznych zachodzących pod wpływem działania wysokich temperatur i/lub ciśnienia.
Do minerałów wtórnych zalicza się:

• minerały procesów pomagmowych (kwarc β, ametyst, stilbit, chabazyt);
• minerały procesów metamorficznych (antygoryt, chryzotyl, minerały chlorytowe);
• minerały procesów wietrzeniowych (minerały ilaste – np. kaolinit, montmorylonit).

W zależności od udziału danego minerału w skale wyróżnia się:

• główne minerały skałotwórcze stanowiące podstawowy składnik skał;
• poboczne minerały skałotwórcze występujące w skałach w niewielkich ilościach;
• akcesoryczne minerały skałotwórcze występujące w śladowych ilościach w niektórych typach skał.

Pozostały 1% masy skorupy ziemskiej stanowią minerały złóż (minerały złożowe), jak galena, sfaleryt, chalkopiryt, malachit, halit i piryt.

Azuryt – minerał barwny. Wikimedia.org

Właściwości minerałów

Minerały są pierwiastkami lub związkami chemicznymi posiadającymi określony skład chemiczny, właściwości fizyczne i chemiczne oraz strukturę krystaliczną.

• układ krystalograficzny – wewnętrzny układ cząsteczek w sieci krystalicznej, np. układ sześcienny (piryt, diament), tetragonalny (cyrkon, wulfenit), heksagonalny (beryl, apatyt), trygonalny (kalcyt, kwarc), rombowy (topaz, baryt), jednoskośny (piroksen, ortoklaz), trójskośny (turkus, chalkantyt); niektóre minerały o identycznym składzie chemicznym posiadają różne układy krystalograficzne (polimorfizm
• twardość – odporność minerału na zarysowanie, określana wg skali twardości Mohsa; miękkie minerały o skali twardości równej 1 (np. talk) można zarysować paznokciem
• łupliwość – zdolność minerału do pękania i podziału wzdłuż płaszczyzn łupliwości pod wpływem uderzenia lub nacisku; wyróżnia się łupliwość doskonałą (topaz), dokładną (halit), wyraźną (anhydryt), niewyraźną (granat), bardzo niewyraźną lub jej brak (złoto, platyna
• rysa – barwa proszku po sproszkowaniu minerału;
• przełam – zdolność minerału do podziału wzdłuż nierównych powierzchni, np. przełam muszlowy (kwarc), nierówny (piryt), haczykowaty (złoto), zadziorowaty (chryzotyl), ziemisty (kaolinit), włóknisty;
• barwa – uwarunkowana składem chemicznym i wewnętrzną strukturą minerału (minerały barwne, np. niebieski azuryt) lub będąca wynikiem domieszki barwnej substancji (minerały zabarwione, np. ametyst o barwie fioletowej – domieszka żelaza, szmaragd o barwie zielonej – domieszka chromu
• gęstość względna – stosunek wagi minerału do wagi wody o tej samej objętości, zależna od składu chemicznego, porowatości, obecności szczelin, pęknięć i inkluzji; większość minerałów wykazuje gęstość 2-4 g/cm³;
• połysk – określany przeważnie na powierzchni przełamu; wyróżnia się połysk diamentowy, jedwabisty, metaliczny, półmetaliczny, perłowy, szklisty, tłusty (woskowy), ziemisty (zwyczajny) oraz matowy.

Halit – minerał z gromady halogenków o sześciennym układzie krystalicznym. Wikimedia.org

Klasyfikacja minerałów Nickela-Strunza

Minerały w oparciu o budowę chemiczną i strukturę krystaliczną podzielono zgodnie z klasyfikacja Nickela-Strunza na następujące gromady:

• pierwiastki rodzime
• siarczki
• halogenki
• tlenki i wodorotlenki
• węglany i azotany
• borany
• siarczany
• fosforany
• krzemiany
• związki organiczne

Kamienie szlachetne

Kamieniami szlachetnymi określa się minerały cechujące się:

• dużą twardością (powyżej 7 w skali Mohsa), dużą trwałością i odpornością na działanie czynników chemicznych
• dużym współczynnikiem załamania światła
• silnym połyskiem
• doskonałą przezroczystością
• efektownym zabarwieniem;
• występowaniem charakterystycznych zjawisk optycznych (np. opalescencji, asteryzmu).

Do kamieni szlachetnych należy diament (odmiana alotropowa węgla), szmaragd (zielona odmiana berylu), rubin (czerwona odmiana korundu), szafir (niebieska odmiana korundu) oraz aleksandryt (przezroczysta odmiana chryzoberylu).

Minerały wykazujące mniejszą twardość i trwałość określane są mianem kamieni półszlachetnych. Należą do nich m.in. akwamaryn, topaz, hiacynt, agat, malachit oraz odmiany kwarcu (ametyst, cytryn).

Szmaragd. Wikimedia.org