Minerał

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj
Zbiór różnych minerałów
Fluorescencja minerałów

Minerał (fr. minéral, od celt. mina – kopalnia) – pierwiastek lub związek chemiczny będący normalnie ciałem krystalicznym, który powstał w wyniku procesów geologicznych[1]. Do minerałów zalicza się także[1]:

Substancje te bywają nazywane mineraloidami.

Za minerał nie jest uznawana ropa naftowa i jej niekrystaliczne pochodne. Minerałem nie jest woda w stanie ciekłym (natomiast lód jest minerałem). Do minerałów nie zalicza się substancji pochodzenia biologicznego, o ile pod wpływem procesów geologicznych nie uległy przekształceniu w substancje krystaliczne (np. fosforyty powstałe z organizmów morskich)[1].

Minerałami nie są związki mineralne powstałe w wyniku działania człowieka, np. syntetyczny węglik krzemu SiC (karborund; naturalny węglik krzemu to minerał o nazwie moissanit[3]) oraz syntetyczne kamienie przemysłowe, np. syntetyczny korund Al2O3, cyrkonia ZrO2(Y2O3, CaO) lub diament syntetyczny. Nazywane są one minerałami syntetycznymi.

Wg dawniejszych definicji do minerałów zaliczano wszystkie substancje i ich roztwory stałe powstałe w wyniku procesów geologicznych, bez względu na postać i fazę[4][5].

Spis treści

[edytuj] Geneza minerałów

[edytuj] Minerały skał magmowych

Pierwotnym procesem tworzącym minerały jest krystalizacja magmy w zakresie 1600-800 °C. W ten sposób powstają głównie krzemiany, glinokrzemiany oraz - w mniejszym stopniu - siarczki, węglany, fosforany, tlenki i inne. Z utworów pomagmowych (utwory hydrotermalne i gazy) powstają minerały wypełniając szczeliny w skałach (np. geody kwarcowe SiO2 lub kalcytowe CaCO3), oraz nowe fazy krystaliczne wykrystalizowane z gazów lub z wcześniej zmienionych minerałów w procesach metasomatycznych i pneumatolitycznych, np. minerały pegmatytów.

[edytuj] Minerały skał osadowych

Na powierzchni Ziemi minerały ulegają wietrzeniu pod wpływem czynników atmosferycznych i wód. Ulegają utlenieniu, rozpuszczeniu, rozkruszeniu itp. w takich procesach powstaje np. kaolinit Al4[Si4O10](OH)8, w wyniku wietrzenia granitu i rozkładu skaleni. Kalcyt CaCO3 powstaje również w wyniku sedymentacji z wód morskich tworząc wapień. Procesy utleniające i ługujące prowadzą do powstania tzw. paramorfozy, np. goethytu α-FeOOH po pirycie FeS2. Z ewaporacji (odparowania) wód morskich powstają minerały takie jak gips CaSO4 • 2H2O lub halit NaCl.

[edytuj] Minerały skał metamorficznych

Wówczas gdy skały podlegają działaniu zmienionej temperatury i/lub ciśnienia ulegają przeobrażeniu (metamorfizmowi). Jako, że większość minerałów jest stała w ściśle określonym przedziale PT (ciśnienia i temperatury) ulega przeobrażeniu ich struktura wewnętrzna jak oraz często również skład chemiczny. Powstają zupełnie nowe fazy krystaliczne, jak np. staurolit (Fe,Mg)2Al9(Si,Al)4O20(O,OH)4, bądź dochodzi do powstania odmian polimorficznych, np. andaluzyt AlVIAlV[SiO5] poprzez podniesienie ciśnienia przechodzi w kyanit AlVIAlVI[SiO5, a w przypadku wzrostu ciśnienia i temperatury w silimanit AlVIAlIV[SiO5]. Przemianie w tym przypadku zachodzi pozycja glinu Al w strukturze wewnętrznej. na kontaktach intruzji magmowych ze skałami otaczającymi, np. węglanowymi wapieniami lub dolomitami powstają skały bogate w krzem Si jak i węglan wapnia CaCO3 nazywane skarnami. Pospolite minerały w tym przypadku to wollastonit CaSiO3, wezuwian Ca10(Mg,Fe) 2Al4[(OH) 4/(SiO4)5/(Si2O7)2], bądź wiele odmian granatów, jak np. grossular Ca3Al2(SiO4)3.

W wyniku oddziaływania lotnych składników magmy i utworów hydrotermalnych oraz wód powierzchniowych może spowodować przeobrażenie istniejących minerałów oraz powstanie nowych faz krystalicznych. Proces w którym zachodzi powstanie nowych minerałów i zmiana składu chemicznego istniejących nazywamy metasomatozą, bądź w przypadku udziału lotnych składników magmy pneumatolizą. Przykładem jest powstanie kasyterytu SnO2 w wyniku działania lotnego SnF4 na kwarc SiO2.

[edytuj] Klasyfikacja

Klasyfikacja minerałów polega na uporządkowaniu ich w gromady, klasy, grupy i szeregi.

[edytuj] Właściwości fizyczne i krystalochemiczne

Cechy charakteryzujące dany minerał:

[edytuj] Minerały skałotwórcze

Minerały stanowiące główne składniki budujące skały nazywa się minerałami skałotwórczymi, a są to: kwarc, skalenie, amfibole, pirokseny, miki, kalcyt, dolomit, minerały ilaste, oliwin. Większość z nich to krzemiany lub glinokrzemiany. Minerały, które zwykle są obecne w pewnych typach skał, ale w niewielkich ilościach (zwykle <1%), to minerały akcesoryczne.

[edytuj] Polimorfizm i izomorfizm

Struktura rutylu TiO2
Struktura anatazu TiO2
Information icon.svg Osobny artykuł: polimorfizm.
Information icon.svg Osobny artykuł: izomorfizm.

Wiele pierwiastków i związków chemicznych o identycznym składzie krystalizuje w różnych formach morfologicznych tworząc tym samym różne minerały. Zjawisko to nazywamy polimorfizmem np. krzemionka SiO2 w zależności od ciśnienia i temperatury tworzy odmiany polimorficzne: kwarc-α i kwarc-β, trydymit, krystobalit, coesyt, stiszowit. Substancja ZnS tworzy min. wurzyt czyt. wurcyt i sfaleryt. Węgiel C krystalizuje w postaci diamentu lub grafitu. Postacie polimorficzne służą jako geotermometry lub geobarometry.

Zjawisko krystalizowania różnych substancji w taką sama postać krystalograficzną o identycznej strukturze wewnętrznej nazywamy izomorfizmem np. z halitem NaCl izomorficzna jest galena i PbS i peryklaz MgO.

[edytuj] Politypia

Information icon.svg Osobny artykuł: politypia.

Jest to szczególny rodzaj polimorfizmu polegający na tym, iż identyczne warstwy w sieci krystalicznej układają się na sobie w różnej konfiguracji, zmieniając period identyczności sieci w kierunku prostopadłym do nakładających sie warstw. Modyfikacje politypowe są najczęstsze wśród minerałów warstwowych np. grafit C, lub inne krzemiany warstwowe. W graficie warstwy atomowe utworzone w sześcioboczne pierścienie są różnie zorientowane względem siebie; odmiany politypowe grafitu - 1Hd, 2H, 3R (cyfra oznacza co ile warstw się powtarza, litera zaś układ krystalograficzny - 3R co trzecia warstwa , układ romboedryczny (trygonalny)). Najczęstszymi minerałami politypowymi są również wurcyt ZnS (2H, 4H, 6H, 10H, 3R, 15R), oraz minerał syntetyczny karborund SiC.

[edytuj] Mineralogia

Information icon.svg Osobny artykuł: mineralogia.

Nauką zajmującą się minerałami jest mineralogia. Naukami wywodzącymi się z mineralogii są: petrografia, petrologia, gemmologia (nauka o kamieniach szlachetnych), krystalografia i jej pochodne. Mineralogia dzieli się także na topomineralogię (nauka o występowaniu minerałów), mineralogie genetyczną, mineralogie opisową. Jest przede wszystkim nauką interdyscyplinarną, pełni istotna rolę w badaniach w zakresie chemii, fizyki, ochrony środowiska, astronomii, medycyny, oraz w naukach technicznych.

[edytuj] Galeria

Fluoryt CaF2

Spinel MgAl2O4

Chalkantyt CuSO4 • 5H2O

Labrador Na0,5-0,3Ca0,5-0,7Al2Si3O8]

Topaz Al2SiO4(OH,F)2

Aktynolit Ca2(Mg,Fe)5[Si8O22](OH)2

Elbait Na(Li1,5Al1,5)Al6(BO3)3 (Si6O18)(OH,F)

Diament C

Kwarc SiO2

Mikroklin (Amazonit) K[AlSi3O8]

Almandyn Fe3Al2(SiO4)3

Piryt FeS2

Uraninit UO2

Kyanit (Dysten) AlVIAlIV[SiO5]

Czaroit (Ca,Na)2K[(OH)2Si4O10] • nH2O

Epidot Ca2(Fe3+,Al)Al2[O/OH/SiO4/Si2O7]

Malachit Cu2CO3(OH)2

Gips CaSO4 • 2H2O

Kalcyt CaCO3

Stilbit Ca[Al2Si7O18] • 7H2O

Apatyt Ca5(PO4)3(F,OH,Cl)

Waryscyt AlPO4 • 2H2O

Gadolinit Y2FeBe(SiO4)2O2

Hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 • H2O

[edytuj] Przydatne przedmioty w zbieraniu i kolekcjonowaniu minerałów

  • młotek (kilka rodzajów wagowych; ok. 500 g, 1000 g, 2000 g)
  • szkło powiększające
  • ostrza stalowe
  • 3-5% HCl
  • okulary ochronne
  • pudełeczka na okazy
  • albumy mineralogiczne
  • nożyk
  • pędzelek
  • kawałek nie szlifowanej porcelany

[edytuj] Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 E. H. Nickel. International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names: Definition of a mineral. „Mineralogy and Petrology”. 55 (4), ss. 323-326 (1995). Springer Wien. doi:10.1007/BF01165125 (ang.). 
  2. ↑ Georgeite w bazie Mindat (ang.)
  3. ↑ Moissanite w bazie Webmineral (ang.)
  4. ↑ ENCYKLOPEDIA TECHNIKI - chemia, WNT, Warszawa 1965
  5. ↑ Mały słownik chemiczny, wyd. V, red. Jerzy Chodkowski , Wiedza Powszechna , Warszawa 1976

[edytuj] Bibliografia

  • Bolewski A., Manecki A., Mineralogia szczegółowa, Wyd. Polskiej Agencji Ekologicznej, Warszawa, 1993, ISBN 83-85636-03-X
  • W. Schumann – Minerały świata – O. Wyd. ”Alma- Press” 2003 r.
  • J. Bauer – Przewodnik Skały i minerały – Wyd. Multico 1997 r.
  • K. Maślankiewicz – Kamienie szlachetne – Wyd. Geologiczne - 1982 r.
  • N. Sobczak – Mała encyklopedia kamieni szlachetnych i ozdobnych – Wyd. Alfa - 1986 r.
  • C. Hall – Klejnoty, Kamienie szlachetne i ozdobne – Wyd. Wiedza i Życie - 1996 r.
  • W. Schuman – Kamienie szlachetne i ozdobne – Wyd. „Alma –Press” - 2004 r.

[edytuj] Linki zewnętrzne

Commons-logo.svg
Zobacz zbiór multimediów na Wikimedia Commons:
Minerał

Źródło „http://pl.wikipedia.org/wiki/Minera%C5%82”