Temat: 6. Podstawowe wiadomości z mineralogii.
6.1. Pojęcie minerałów i kryształów
Minerałami nazywa się pierwiastki lub związki chemiczne powstałe w skorupie ziemskiej w wyniku procesów geologicznych. Są to przeważnie ciała stałe, rzadziej ciekłe (woda, ropa naftowa, rtęć rodzima) lub gazowe (gaz ziemny). Najczęściej mają one budowę krystaliczną (czyli złożoną z kryształów) - rzadziej bezpostaciową.
Przez kryształ rozumie się ciało stałe z uporządkowanym systemem atomów oraz cząsteczek i odpowiadającym temu ułożeniu kształtem geometrycznym wielościanu. Budowa wewnętrzna oraz forma wielościanu są charakterystyczne dla danego minerału i rozpoznanie ich pozwala niejednokrotnie na określenie minerału.
Minerały występują niekiedy w formie dużych, dobrze wykształconych kryształow lub ich zrostów, jak np. kryształy halitu NaCI z Groty Kryształowej w Wieliczce. Najczęściej jednak zbudowane są z drobnych lub bardzo drobnych ziarn krystalicznych. Zależnie od ich wielkości wyróżnia się minerały o budowie drobrroziarnistej, gruboziarnistej i skrytokrystalicznej złożonej z ziarn tak drobnych, że odróżnienie ich jest możliwe tylko przy dużych powiększeniach pod mikroskopem. Minerały krystaliczne stanowią skupienia kryształów tego samego minerału. Zależnie od ułożenia kryształów można wyróżnić skupienia:
- ziarniste, gdy wszystkie ziarna kryształów rozmieszczone są równomiernie i mają podobne wielkości,
- blaszkowate, w których kryształy ułożone są w postaci łusek lub cienkich blaszek,
- wlókniste, gdy ziarna ułożone są w postaci równoległych lub promienistych włókien lub pręcików,
- kuliste, gdy kryształy rozmieszczone są w koncentrycznych sferach.
Minerał może stanowić zbiorowisko skupień krystalicznych, takich jak:
- oolity, będące zbiorowiskiem kulistych skupień krystalicznych o średnicy 0,1 do 2,0 mm i budowie koncentrycznej lub włóknistej (rys. ó.la);
- grochowce, podobne do oolitów, ale wielkości grochu (rys. 6.1b);
- nerkowate o zdeformowanych skupieniach kulistych (rys. ó.lc);
- formy naciekowe, gdy minerał wykrystalizował z roztworu w postaci sopli; nacieki takie spotyka się w grotach wapiennych, przy czym sople zwisające ze stropu nazywają się stalaktytami, a narastające od dołu stalagmitami.
Rys. 6.1. Postacie minerałów
a - oolitowa, b - grochowcowa, c – nerkowata
Minerały o budowie bezpostaciowej odznaczają się brakiem kryształów, dlatego też ostatnio określa się je nazwą substancji mineralnej, rezerwując nazwę minerały tylko dla tych, które mają budowę krystaliczną.
Temat 6.2. Powstanie minerałów.
Minerały powstają jako produkty krystalizacji i wytrącania się:
- w czasie procesu ochładzania się i krzepnięcia magmy,
- z gazów wulkanicznych,
- z roztworów wodnych
W czasie ochładzania się i krzepnięcia magmy następuje krystalizacja jej składników, przy czym w miarę stopniowego spadku temperatury następuje krystalizacja kolejnych minerałów. Gdy proces ten przebiega w głębi ziemi, wówczas obniżanie temperatury przebiega wolniej; czas krystalizacji poszczególnych składników jest dłuższy, w wyniku czego powstają minerały o kryształach większych i lepiej wykształconych.
Magma wylewająca się na powierzchni ziemi w postaci lawy krzepnie szybciej i powstające minerały mają budowę drobno- i skrytokrystaliczną.
Gazy wulkaniczne mogą tworzyć minerały przechodząc wskutek oziębienia w stan stały, oddziałując na siebie wzajemnie oraz działając na minerały, z którymi stykają się, przetwarzając je w inne minerały. Tak np. siarkowodór i dwutlenek siarki reagują ze sobą, w wyniku czego powstaje wolna siarka. Zawarty w gazach wulkanicznych chlorowodór daje w zetknięciu ze skałami zawierającymi sód - sól kamienną, która pojawia się po wybuchu wulkanu w postaci białego nalotu podobnego do szronu.
Wydzielanie się mineralów z roztworów wodnych - woda przenikająca w głąb ziemi rozpuszcza na swej drodze łatwiej rozpuszczalne składniki skał (np. sól kamienną), stając się roztworem związków mineralnych.
Wody głębinowe, których temperatura i ciśnienie są wyższe, mają o wiele większą zdolność rozpuszczania, zwłaszcza jeśli zawierają dwutlenek węgla. Związki mineralne w normalnych warunkach prawie nierozpuszczalne rozpuszczają się łatwo w tych gorących i zakwaszonych wodach. Wody głębinowe stają się więc roztworami bogatymi w związki mineralne. Jeżeli teraz wody te dostaną się do górnych warstw skorupy ziemskiej, gdzie ciśnienie i temperatura są niższe, rozpoczyna się proces osadzania minerałów na drodze przepływu roztworu. W efekcie żyła wodna wypełnia się minerałami
Wydzielające się z roztworu wodnego minerały mogą tworzyć pojedyncze kryształy, grupy kryształów, skupienia i buły krystaliczne, a także spoiwo skalne.
W miejscach naturalnego wypływu wody na powierzchnię, czyli w źródłach, osadzają się minerały zwane źródłowymi. Należą do nich martwice wapienne i krzemionkowe.
Temat: 6.3. Własności fizyczne minerałów.
Zależnie od składu chemicznego i budowy minerały wykazują różnorodne własności fizyczne. Są to: barwa, połysk, przezroczystość, łupliwość, twardość i gęstość. Poznanie i określenie zespołu tych własności pozwala na oznaczenie większości minerałów.
Barwa i połysk. Odróżnia się minerały bezbarwne, barwne lub zabarwione. Minerały barwne mają barwę stałą charakterystyczną dla substancji chemicznej tworzącej minerał. Minerały zabarwione przyjmują ją od różnych domieszek. Barwa minerału sproszkowanego bywa często różna od barwy minerału. Określa się ją na podstawie rysy, powstałej przez potarcie minerału o szorstką płytkę z nie polerowanej porcelany.
Polysk minerału jest wywołany odbijaniem się światła od jego gładkich powierzchni. Rozróżnia się minerały matowe i blyszczące, przy czym połysk może być: metaliczny, szklisty, tlusty, perłowy, jedwabisty lub diamentowy.
Przezroczystość. Jest to zdolność przepuszczania promieni świetlnych. Rozróżnia się minerały przeroczyste, pólprzezroczyste (przeświecające) i nieprzezroczyste. Niektóre minerały przezroczyste, wskutek obcych domieszek, stają się półprzezroczyste lub nieprzezroczyste. Przezroczystość zależy również od grubości ...
waisss