Mineralogia i krystalografia

Krystalizacja - z magmy (ochłodzenie)

- z roztworu (odparowanie, ochłodzenie, wytrącenie)

- z par i gazów (sublimacja)

Kryształ - ciało stałe o uporządkowanej, prawidłowej budowie wewnętrznej o postaci

wielościanu (bryły ograniczonej płaskimi ścianami)

Ułożenie atomów w sieci:

Szereg punktów identycznych

Płaszczyzna sieciowa

Sieć przestrzenna (atomowa lub jonowa)

Elementy graniczne kryształów:

Ściany

Krawędzie

Naroża

Kąty dwuścienne

Elementy symetrii:

Płaszczyzna symetrii

Oś symetrii

Środek symetrii

Układy krystalograficzne:

Regularny

Sześciokątny (heksagonalny)

Trygonalny

Tetragonalny

Rombowy

Jednoskośny

Trójskośny

Kryształy bliźniacze - zrostu i przerostu

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE MINERAŁÓW

Barwa - barwa zasadnicza

- barwa naleciała

- barwa rysy

Połysk minerałów:

- metaliczny

- półmetaliczny

- niemetaliczny (diamentowy, szklisty, tłusty, jedwabisty, perłowy)

Załamywanie się światła (załamanie, rozszczepienie)

Przeźroczystość minerałów:

- przeźroczyste

- półprzeźroczyste

- półprzeświecające

- nieprzeźroczyste

Twardość minerałów

Skala twardości Mohsa

Nazwa minerału	Stopień twardości	Uwagi
Talk	1	rysuje się paznokciem
Gips	2
Kalcyt	3	rysuje się ostrzem noża
Fluoryt	4
Apatyt	5	rysują szkło
Ortoklaz	6
Kwarc	7
Topaz	8	przecinają szkło
Korund	9
Diament	10

Łupliwość:

- doskonała

- dokładna

- wyraźna

- niewyraźna

Przełam minerałów:

- muszlowy

- zadziorowy

- haczykowaty

- równy

- nierówny

Gęstość właściwa (Ciężar właściwy minerałów) [g/cm³] - zależy od składu chemicznego;

- rodzime metale ciężkie (żelazo - 7,8; rtęć - 13,6; złoto - 15-19)

- większość minerałów w Polsce - 2,5-3,0 (krzemionka - 2,65 g/cm³)

Właściwości cieplne minerałów:

Topliwość: - minerały bardzo łatwo topliwe (100 - 700ºC)

łatwo topliwe (700 - 1100ºC)

średnio topliwe (1100 - 1300ºC)

trudno topliwe (1300 - 1500ºC)

nietopliwe (powyżej 1500ºC)

Przewodnictwo cieplne (duże znaczenie w wietrzeniu skał)

Ciepło właściwe minerałów ( duże znaczenie w wietrzeniu skał_

Mechaniczne właściwości minerałów:

Kruchość

Kowalność

Giętkość

Sprężystość

Właściwości magnetyczne minerałów (magnetyt, żelazo rodzime)

Właściwości elektryczne minerałów ( przewodniki, izolatory, bursztyn posiada statyczne

właściwości elektryczne powodowane potarciem)

Właściwości fizjologiczne (siarka w dotyku tłusta, arsen - przy uderzeniu zapach czosnku,

sól kuchenna /halit/ jest słona, sylwin jest gorzki)

Właściwości chemiczne minerałów (sieć krystaliczna pozwala na występowanie

dobranych zespołów pierwiastków, chętnie występujących razem, inne unikają

się nawzajem).

Radioaktywność minerałów (rozpad z wydzieleniem energii; uran → ołów; rad, polon, tor,

ok. 70 minerałów radioaktywnych)

FORMY WYSTĘPOWANIA MINERAŁÓW

Druzy (szczotka krystaliczna) - grupa kryształów zrośnięta wspólną podstawą

Geody - w owalnych lub kulistych próżniach współśrodkowe warstwy,

a od nich narastają druzy

Konkrecje - narastanie minerału odśrodkowe na otoczonym odłamku skalnym

Dendryty - krystalizacja w szczelinach lub zwartym porowatym środowisku

Oolity - skupienia w formie kulek odkładające się współśrodkowymi warstwami

na ziarnku piasku lub odłamku skalnym.

Formy naciekowe (stalaktyty, stalagmity, stalagnaty) - osadzanie z roztworu

parującego i ściekającego po jakiejś powierzchni.

Równopostaciowość minerałów (izomorfizm): podobny skład chemiczny → ten sam układ

krystalograficzny - kalcyt CaCO₃, smitsonit ZnCO₃, syderyt FeCO₃ → układ

trygonalny

Różnopostaciowość minerałów (polimorfizm): ten sam skład chemiczny → dwa lub kilka

różnych układów krystalograficzny - kalcyt CaCO₃ → układ trygonalny,

aragonit CaCO₃ → układ rombowy, piryt FeS₂ → układ regularny, markazyt FeS₂ →

układ rombowy

Parageneza minerałów (współwystępowanie) - związane z powstawaniem i warunkami

ich tworzenia się; rudy srebra i cynku, gips z siarką, galenit PbS ze sfalerytem ZnS

Pseudomorfozy minerałów (minerały fałszywe): w czasie wietrzenia chemicznego minerał

rozpuszcza się pozostawiając typowe dla siebie miejsce (kształt), w którym

krystalizuje inna substancja mineralna.

POWSTAWANIE MINERAŁÓW

Z magmy (ognisto płynny stop występujący pod twardą skorupą ziemską)

- źródło większości minerałów, skład zależny od składu chemicznego magmy,

najczęściej przewaga krzemionki SiO₂, krystalizacja zależy od temperatury,

ciśnienia, składu i rozpuszczalności

Z par i gorących roztworów wodnych (pegmatytyzacja) - ługi pokrystaliczne

zawierające substancje lotne i najlżejsze frakcje magmowe bogate

w krzemionkę i alkalia, w temperaturze powyżej 700ºC krystalizują

w szczelinach jako grubokrystaliczne pegmatyty.

Pneumatolityczne - w temperaturze 350- 700ºC wydzielają się gazy i pary

oraz para wodna, reakcje gazów są źródłem minerałów, gazy działają

również na inne minerały magmowe.

Na drodze hydrotermalnej - pozostająca gorąca woda z rozpuszczonymi

substancjami krąży w szczelinach litosfery wynosząc różne związki

z których krystalizują siarczki i tlenki minerałów kruszcowych,

krystalizują w żyłach hydrotermalnych w temperaturze poniżej 350ºC.

Na skutek wietrzenia skał - powolny rozpad i kruszenie się:

- wietrzenie fizyczne (mechaniczne) - rozpad w wyniku wahań temperatury,

rozrostu korzeni

- wietrzenie chemiczne - działanie zdysocjowanej części wody i roztworów

/utlenianie, uwodnienie, redukcja, karbonatyzacja, dehydratacja

- wietrzenie biologiczne - rozpuszczające działanie wydzielin roślin

i mikroorganizmów.

W jeziorach i morzach - wytracanie się soli zależnie od ich rozpuszczalności.

Na skutek działania organizmów - gromadzenie na dnie zbiornika wodnego

skorupek lub szkieletów organizmów morskich zbudowanych

np. z węglanu wapnia /liliowce, numulity, korale/, krzemionki /radiolarie/

Minerał jest to naturalne ciało przyrodnicze

o stałym składzie chemicznym

i stałych właściwościach fizycznych

SYSTEMATYKA MINERAŁÓW

1. Pierwiastki rodzime

2. Siarczki

3. Tlenki i wodorotlenki

4. Chlorowce

5. Sole kwasów tlenowych

- azotany

- węglany

- siarczany

- fosforany

- wolframiany

- krzemiany

6. Węglowce

Pierwiastki rodzime

złoto, srebro, platyna, miedź, żelazo rodzime, siarka, diament, grafit

Siarczki

piryt, markazyt, sfaleryt, galenit, arsenopiryt, molibdenit, chalkopiryt, bornit, nikielin, cynober, antymonit

Tlenki i wodorotlenki

KWARC!!!, chalcedon, krzemienie, opal, magnetyt, hematyt, limonit, brucyt, getyt

Chlorowce proste i złożone

halit, sylwin, karnalit, fluoryt,

Sole kwasów tlenowych

-azotany

saletra sodowa

-węglany

kalcyt, aragonit, dolomit, magnezyt, syderyt, malachit

- siarczany

gips, anhydryt, kizeryt, kainit

- fosforany

apatyt, fosforyty

- wolframiany

wolframit

-krzemiany i glinokrzemiany

skalenie-ortoklaz, mikroklin

plagioklazy-albit, anortyt

skalenoidy

łyszczyki-muskowit, biotyt

pirokseny rombowe i jednoskośne

amfibole rombowe i jednoskośne

epidoty

oliwiny

turmaliny

granaty

chloryty

serpentynity

minerały ilaste !!!- kaolinit, haloizyt, montmorillonit, wermikulit, illit

Węglowce

bursztyn, ozokeryt, asfalt, węgiel kamienny, ropa naftowa

4

---