Startuj z nami!

www.szkolnictwo.pl

praca, nauka, rozrywka....

mapa polskich szkół
Nauka Nauka
Uczelnie Uczelnie
Mój profil / Znajomi Mój profil/Znajomi
Poczta Poczta/Dokumenty
Przewodnik Przewodnik
Nauka Konkurs
uczelnie

zamów reklamę
zobacz szczegóły
uczelnie

Minerał

Minerał

Zbiór różnych minerałów
Fluorescencja minerałów

Minerał ( fr. minéral, od celt. mina – kopalnia) – pierwiastek lub związek chemiczny będący normalnie ciałem krystalicznym , którego struktura ukształtowała się w toku procesów geologicznych [1].

Do minerałów nie zalicza się mineraloidów:

  • substancji bezpostaciowych o jednorodnej strukturze chemicznej;
  • substancji powstałych w wyniku zniszczenia struktury krystalicznej minerału pod wpływem promieniowania jonizującego;
  • rtęci.

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 substancje zwane nieprecyzyjnie "minerałami syntetycznymi", czyli substancje otrzymywane sztucznie w laboratoriach lub zakładach przemysłowych. Do najczęściej produkowanych syntetyków należą: ałunit, chalkantyt, syntetyczny korund, cyrkonia, lopezyt oraz diament syntetyczny.

Wg dawniejszych definicji do minerałów zaliczano wszystkie substancje i ich roztwory stałe powstałe w wyniku procesów geologicznych, bez względu na postać i fazę [2][3].

Spis treści

Geneza minerałów

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 .

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.

Minerały skał metamorficznych

Wówczas gdy skały podlegają działaniu zmienionej temperatury i/lub ciśnienia ulegają przeobrażeniu (metamorfizmowi). Jako, że większość minerałów jest w stanie stałym w szerokim zakresie ciśnienia i temperatury, przeobrażeniu ulega ich struktura wewnętrzna 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.

Klasyfikacja

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

Właściwości fizyczne i krystalochemiczne

Cechy charakteryzujące dany minerał :

Minerały skałotwórcze

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

Polimorfizm i 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.

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.

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.

Galeria

Przykłady minerałów
Fluoryt CaF2

Fluoryt CaF2
Spinel MgAl2O4

Spinel MgAl2O4
Chalkantyt CuSO4 • 5H2O

Chalkantyt CuSO4 • 5H2O
Labrador Na0,5-0,3Ca0,5-0,7Al2Si3O8]

Labrador Na0,5-0,3Ca0,5-0,7Al2Si3O8]
Topaz Al2SiO4(OH,F)2

Topaz Al2SiO4(OH,F)2
Aktynolit Ca2(Mg,Fe)5[Si8O22](OH)2

Aktynolit Ca2(Mg,Fe)5[Si8O22](OH)2
Elbait Na(Li1,5Al1,5)Al6(BO3)3 (Si6O18)(OH,F)

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

Diament C
Kwarc SiO2

Kwarc SiO2
Mikroklin (Amazonit) K[AlSi3O8]

Mikroklin ( Amazonit ) K[AlSi3O8]
Almandyn Fe3Al2(SiO4)3

Almandyn Fe3Al2(SiO4)3
Piryt FeS2

Piryt FeS2
Uraninit UO2

Uraninit UO2
Kyanit (Dysten) AlVIAlIV[SiO5]

Kyanit ( Dysten ) AlVIAlIV[SiO5]
Czaroit (Ca,Na)2K[(OH)2Si4O10] • nH2O

Czaroit (Ca,Na)2K[(OH)2Si4O10] • nH2O
Epidot Ca2(Fe3+,Al)Al2[O/OH/SiO4/Si2O7]

Epidot Ca2(Fe3+,Al)Al2[O/OH/SiO4/Si2O7]
Malachit Cu2CO3(OH)2

Malachit Cu2CO3(OH)2
Gips CaSO4 • 2H2O

Gips CaSO4 • 2H2O
Kalcyt CaCO3

Kalcyt CaCO3
Stilbit Ca[Al2Si7O18] • 7H2O

Stilbit Ca[Al2Si7O18] • 7H2O
Apatyt Ca5(PO4)3(F,OH,Cl)

Apatyt Ca5(PO4)3(F,OH,Cl)
Waryscyt AlPO4 • 2H2O

Waryscyt AlPO4 • 2H2O
Gadolinit Y2FeBe(SiO4)2O2

Gadolinit Y2FeBe(SiO4)2O2
Hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 • H2O

Hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 • H2O
 

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

Zobacz też

Przypisy

  1. 1,0 1,1 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. ENCYKLOPEDIA TECHNIKI – chemia, WNT, Warszawa 1965
  3. Mały słownik chemiczny, wyd. V, red. Jerzy Chodkowski , Wiedza Powszechna , Warszawa 1976

Bibliografia

  • Bolewski A. , Manecki A., Mineralogia szczegółowa, Wyd. Polskiej Agencji Ekologicznej, Warszawa , 1993 ,
  • 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.

Linki zewnętrzne


Inne hasła zawierające informacje o "Minerał":

Mułowiec ...

Zlepieniec ...

Amfibolit ułożeniu słupków hornblendy . Wielkość blastów klasyfikuje się jako średnie i drobnoblastyczne. Głównymi Minerałami amfibolitów sa amfibole (głównie hornblenda , acz zdarza się gedryt , a w ...

Łupek łyszczykowy chlorytoid , staurolit , granat , sylimanit , czasami epidot , aktynolit , hornblenda lub kalcyt i in. Minerały akcesoryczne to turmalin , cyrkon , apatyt , monacyt , ilmenit , tytanit , rutyl . Łupki łyszczykowe ...

Granit karkonoski ...

Masyw karkonoski ...

Ziemia ...

Struktura skały podzielić pod względem wzajemnych stosunków wielkości między kryształami na:równoziarniste – w których Minerały mają ziarna w przybliżeniu o jednakowej wielkości. Zależnie od przeciętnej wielkości ...

Pobrzeże Kaszubskie ten sposób powstały wychodnie węgla brunatnego [6]. Na plażach występują w śladowych ilościach Minerały ciężkie takie jak: cyrkon , tytanit , magnetyt . Minerały te, mimo że dość ...

Piaskowiec ...


Inne lekcje zawierające informacje o "Minerał":

031. Strefowość i astrefowość w rozmieszczeniu gleb (plansza 7) ciemnej barwy, gleby tropikalne zawierają niewiele substancji próchniczych. Są ciężkie, a zawartość Minerałów ilastych sprawia, że zmoczone, silnie pęcznieją. Po ich wyschnięciu na powierzchni ...

209. Gleby Polski (plansza 8) ...

012. Składniki skorupy ziemskiej (plansza 11) Kaolin - Minerał ilasty Składniki skorupy ziemskiej W wyniku nagromadzenia się ...





Zachodniopomorskie Pomorskie Warmińsko-Mazurskie Podlaskie Mazowieckie Lubelskie Kujawsko-Pomorskie Wielkopolskie Lubuskie Łódzkie Świętokrzyskie Podkarpackie Małopolskie Śląskie Opolskie Dolnośląskie