Materiały dydaktyczne z mineralogii

M. Nowiński

Minera

ł

jest to naturalne cia

ł

o przyrodnicze

o sta

ł

ym sk

ł

adzie chemicznym

i stałych w

ł

aściwościach fizycznych

Kryształ to ciało stałe o uporządkowanej,

prawidłowej budowie wewnętrznej

o postaci wielościanu

Sieć przestrzenna atomowa lub jonowa

Minerały krystaliczne

i nieliczne niekrystaliczne

Budowa kryształu

szereg punktów

identycznych

płaszczyzna sieciowa

sieć przestrzenna

Budowa kryształu. cd

Elementy graniczne kryształów:

sciany, krawędzie, naroża,kąty dwuścienne;

Elementy symetrii kryształów:

oś symetrii, płaszczyzny symetrii, środek symetrii;

Powstawanie minerałów

* z magmy (główna masa);

* z par i gorących roztworów (ługi pokrystaliczne,

temp > 700

°°°°

C);

* pneumatolityczne (gorące gazy i pary, temp. 350

°°°°

C -

700

°°°°

C);

* na drodze hydrotermalnej (gorące roztwory wodne,

temp. < 360

°°°°

C);

* na drodze wietrzenia;

* w jeziorach i morzach;

* z organizmów żywych.

Właściwości minerałów:

* skład chemiczny

* gęstość właściwa;

* twardość

* układ krystalograficzny (regularny, tetragonalny, sześciokątny, trygonalny,

rombowy, jednoskośny, trójskośny);

* barwa (barwa naleciała, barwa rysy);

* połysk [metaliczny, półmetaliczny i niemetaliczny (szklisty, diamentowy,

tłusty, jedwabisty, perłowy)];

•przezroczystość (m. przezroczyste, półprzezroczyste, półprzeświecające

i nieprzezroczyste);

* łupliwość (doskonała, dokładna, wyraźna i niewyraźna);

* przełam (muszlowy, zadziorowy, haczykowaty, równy, nierówny)

Skala twardości Mohsa:

1 - talk

2 - gips -rysują się paznokciem

3 - kalcyt

4 - fluoryt - rysują się ostrzem noża

5 - apatyt

6 - ortoklaz

7 - kwarzec - rysują szkło

8 - topaz

9 - korund

10 - diament - przecinają szkło

Twardość jest to

odporność minerału na

rysowanie go ostrym

przedmiotem, lub inne

działanie mechaniczne

naruszające jego

powierzchnię.

Łupliwość

jest to zdolność kryształów do pękania i podziału pod

wpływem uderzenia, nacisku lub zmiany temperatury

w pewnych określonych kierunkach. Kierunki oraz kąty

w jakich kryształy pękają zależą od występujących

w strukturze ich sieci krystalicznych płaskich stref,

w których siły wiążące atomy, jony lub cząsteczki są

najsłabsze. Równe i płaskie powierzchnie powstałe po

rozłupaniu kryształów nazywamy płaszczyznami łupliwości.

Jeśli w sieci krystalicznej minerału nie ma takich stref,

to nie wykazuje on żadnej łupliwości.

Łupliwość

doskonała

dokładna

wyraźna

niewyraźna

Przełam

muszlowy

ziemisty

zadziorowy

włóknisty

Zdolność minerałów do rozpadania się na
elementy o gładkich ścianach po uderzeniu

U minerałów które nie posiadają
łupliwości

Izomorfizm i polimorfizm minerałów

Równopostaciowość – minerały o podobnym składzie

chemicznym

krystalizują

w

jednym

układzie

krystalograficznym, np.: kalcyt (CaCO

3

) i syderyt

(FeCO

3

) krystalizują w układzie trygonalnym;

Różnopostaciowość – minerały o identycznym składzie

chemicznym krystalizują

w różnych układach

krystalograficznych, np.: kalcyt (CaCO

3

) w układzie

trygonalnym, a aragonit (również CaCO

3

) w układzie

rombowym.

SYSTEMATYKA MINERAŁÓW

I. Pierwiastki rodzime

II. Siarczki

III. Tlenki i wodorotlenki

IV. Chlorowce

V. Sole kwasów tlenowych

(Azotany, węglany, siarczany,

fosforany, krzemiany i inne)

VI. Węglowce

6 klas minerałów:

I. Pierwiastki rodzime

Złoto rodzime. Au (Aurum), tw. 2.5-3, gęstość 15.5-19.3 g/cm

3

, ukł.

regularny.

Srebro rodzime. Ag (Argentum), tw. 2.5-3, gęstość 9.6-12.0 g/cm

3

,

ukł. Regularny

Siarka. S (Sulfur), tw. 2, gęstość 2-2.1 g/cm

3

, ukł.

rombowy. Poł. tłusty, łup. niewyraźna, przełam
muszlowy. Barwa żółta, rzadziej brunatna. Rysa
jasnożółta. Powstaje najczęściej z rozkładu gipsu.

Diament. C Tw. 10. gęstość 3.5 g/cm

3

, układ regularny,

połysk diamentowy, łupliwość doskonała.

Grafit. C Tw 1. gęstość 2.1-2.2 g/cm

3

, ukł.

heksagonalny, łup. doskonała.

Platyna rodzima, Miedź rodzima, śelazo rodzime, Rtęć rodzima,
Bizmut rodzimy, Antymon rodzimy, Arsen rodzimy i in.

II. Siarczki

Piryt. FeS

2

. (złoto głupców). Tw. 6-6,5, gęstość 5,0-5,2 g/cm

3

, ukł. regularny,

poł. metaliczny, łup. niewyraźna. Barwa spiżowożółta, rysa czarna. Często

tworzy wyraźne kryształy, ale występuje również w skupieniach ziarnistych.

Niekiedy występuje w glebach podmokłych. Po osuszeniu utlenia się do

siarczanów.

Markazyt. FeS

2

. Tw. 6-6,5, gęst. 4,8-4,9 g/cm

3

, ukł. rombowy, poł. metaliczny, łup. niedoskonała. (markazyt i piryt - przykład polimorfizmu).

Sfaleryt (blenda cynkowa). ZnS. Tw. 3,5-4, gęst. 3,9-4,2 g/cm

3

, ukł. regularny, poł. diamentowy, łup. doskonała.

Galenit (galena, błyszcz ołowiu). PbS. Tw. 3, gęst. 7,2-7,6 g/cm

3

, ukł. regularny, poł. metaliczny, łup. doskonała. Barwa ołowianoszara, rysa

szarawoczarna.

Chalkopiryt. CuFeS

2

. Tw. 3,5-4, gęst. 4,1-4,3 g/cm

3

, ukł. tetragonalny, poł. metaliczny, łup. niedoskonała. Barwa mosiężnożółta, rysa czarna.

Chalkozyn. CuS

2

. ukł. rombowy, poł. półmetaliczny, łup. niedoskonała. Minerał wtórny, tworzy główną masę rud miedzi.

Kowelin CuS.

Cynober. HgS. Tw. 2-2,5, gęst. 8-8,2 g/cm

3

, ukł. trygonalny, poł. diamentowy, barwa czerwona, rysa jasnoczerwona. Po podgrzaniu przekształca

się w płynną rtęć (siarka odparowuje). Był wykorzystywany przez alchemików do prób nad „kamieniem filozoficznym”.

III. Tlenki i wodorotlenki

Kwarzec (kwarc). SiO

2

. Tw. 7, gęst. 2.65 g/cm

3

, ukł.

trygonalny, poł. szklisty, przełam tłusty lub muszlowy, barwa
szara, mlecznobiała lub brudnobiała. Pospolity minerał w
skałach magmowych, osadowych i przeobrażonych. Buduje 12
% skorupy ziemskiej Ze wszystkich minerałów skałotwórczych
najbardziej odporny na wietrzenie. Dlatego bardzo pospolity w
skałach okruchowych, szczególnie w piaskach i piaskowcach,
ż

wirach oraz pyłach. Kwarc pierwotny i wtórny.

Odmiany barwne: przezroczysty - kryształ górski, przezroczysty i zabarwiony na brunatno - kwarzec
zadymiony, fioletowy - ametyst, złocistożółty - cytryn, czarny - morion. Awenturyn - z wrostkami miki, kocie
oko - z wrostkami azbestu.

Liczne minerały o zróżnicowanych właściwościach. Budują 17 % wagowych litosfery)

Tlenki krzemu cd.

Chalcedon. SiO

2

. Tw. 6, gęst. 2.55-2.63 g/cm

3

, ukł. trygonalny;

odmiana skrytokrystalicznej, kwarcowej krzemionki o barwie
najczęściej mlecznej Występuje w formach nerkowatych, groniastych,
skorupowych lub naciekowych (stalaktyty, stalagmity). Często tworzy
ż

yły i geody. Pospolity minerał domieszkowy skał osadowych.

W skałach okruchowych często jest lepiszczem.

Opal. SiO

2

*nH

2

O. Tw. 5.5-6, gęst. 2.1-2.2 g/cm

3

, minerał

zbudowany ze stwardniałej uwodnionej bezpostaciowej krzemionki
koloidalnej. Stopień uwodnienia jest zmienny i waha się od 1 do 21
%. Tworzy różnego kształtu skupienia: groniaste, kuliste i nerkowate,
również żyłki, inkrustacje, konkrecje i szkielety przestrzenne
(w opokach). Często jest lepiszczem piaskowców i mułowców.
Wiele organizmów wodnych (radiolarie, okrzemki i gąbki) buduje
z niego swoje szkielety. Z ich szczątków powstają następnie pokłady
skał osadowych pochodzenia organicznego: radiolaryty, ziemia
okrzemkowa, spongiolity. Opal jest końcowym produktem
chemicznego wietrzenia krzemianów.

Tlenki żelaza

Magnetyt (żelaziak magnetyczny). Fe

3

O

4

. Tw. 5,5, gęst. 4,9-5,2 g/cm

3

,

ukł. regularny, poł. metaliczny, przełam muszlowy, barwa czarna. Składnik bazaltów,
gabra, dunitów i perydotytów. Właściwości magnetyczne.

Hematyt. Fe

2

O

3

. Tw. 6-6,5, gęst. 5,2-5,3 g/cm

3

, ukł. trygonalny, poł. metaliczny, czerwonożelazisty. Rysa

wiśniowoczerwona. Pospolity minerał domieszkowy w różnych skałach. W postaci drobnych łuseczkowych kryształów
barwi skały na kolor brązowy i czerwony Hematyt i magnetyt tworzą rudy żelaza.

Getyt. Fe

2

O

3

* H

2

O. Tw. 5-5,5. gęst. 4-4,4 g/cm

3

, ukł. rombowy, poł.

diamentowo-jedwabisty, półmetaliczny, łupliwość doskonała. Barwa brunatna, rysa
brunatna. Występuje powszechnie w skałach osadowych jako minerał
domieszkowy. Często zabarwia skały na kolory żółte, brunatne, rdzawe.
Tworzy z limonitem rudy darniowe, bagienne i jeziorne.

Limonit. Fe

2

O

3

*H

2

O. Tw. 4,5-6, gęst. 3,2-4,5 g/cm

3

, bezpostaciowe,

porowate masy, barwa bruantnoczarna, rysa żółtobrunatna, Powstaje z wietrzenia
minerałów zawierających żelazo i przeobrażeń związków żelaza w warunkach
powierzchni Ziemi. Występuje w różnych formach: porowatych skupieniach
ziemistych, rudach oolitowych (skupienia okrągłych konkrecji) i naciekach.
Tworzy z getytem rudy darniowe, rudy bagienne i jeziorne oraz pokłady
limonitów.

Ilmenit. FeTiO

3

. Tw. 5-6, gęst. 4,5-5 g/cm

3

, ukł. trygonalny, poł. metaliczny, barwa czarna.

Podobnie jak kwarzec bardzo odporny na wietrzenie chemiczne, ale znacznie mniej rozpowszechniony.
Niekiedy w pokładach piasków morskich występują czarne ziarna ilmenitu.

Tlenki glinu

Hydrargilit (gibbsyt). Al(OH)

3

. Tw. 2,5-3,5, gęst. 2,3-2,6 g/cm

3

, ukł. jednoskośny,

poł. szklisty lub perłowy, łup. doskonała. Bezbarwny, biały lub szary.
Powstaje z wietrzenia różnych glinokrzemianów.

Bemit. AlO(OH). Tw. 3,5-4, gęst. 3,0 g/cm

3

,

Diaspor. HAlO

2

. Tw. 6-6,5, gęst. 3,3-3,5 g/cm

3

, ukł. rombowy, poł. szklisty, łup.

doskonała. Barwa biała lub szarobiała. Z domieszkami Fe i Mn czerwonawy,
zielonawy lub fioletowy.

Hydrargilit, bemit i diaspor są produktami intensywnego

wietrzenia chemicznego różnych skał, zachodzącego w klimacie

tropikalnym (wilgotnym i gorącym). Tworzą boksyty i lateryty.

Są bardzo odporne na wietrzenie chemiczne.

Korund. Al2O3. Tw. 9, gęst. 3,9-4,1 g/cm

3

, ukł. trygonalny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Odmiany: przezroczysta - szafir, czerwona - rubin, żółta - topaz wschodni, zielona -
szmaragd wschodni. Używany do wyrobu materiałów ściernych oraz jako kamień
łożyskowy

IV. Chlorowce

Halit (sól kamienna, sół kuchenna). NaCl. Tw. 2, gęst. 2,1-2,2 g/cm

3

, ukł.

regularny, poł. szklisty, łup. doskonała. Bezbarwna lub barwiona przez
domieszki na żółto, czerwono, niebiesko lub szaro

Sylwin. KCl (sól potasowa). Tw. 2, gęst. 1,9-2,0 g/cm

3

, ukł. regularny, poł.

szklisty, łup. doskonała. Przezroczyste kryształy bezbarwne lub białe, niekiedy
zabarwione przez domieszki na szaro, żółto czerwono.
Stosowana do nawożenia potasowego

Karnalit. KMgCl

3

* 6H

2

O. Tw. 2-3, gęst. 1,6 g/cm

3

, ukł. rombowy, poł. tłusty,

przełam muszlowy. Silnie higroskopijny Stosowany do produkcji nawozów
potasowych.

Halit, sylwin i karnalit powstają w złożach solnych, bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie.
Największe złoża w Niemczech i w Rosji na Uralu

Fluoryt. CaF

2

. Tw

. 4, gęst. 3,1-3,2 g/cm

3

, ukł. regularny, poł. szklisty, łup. doskonała. Powstaje w procesach hydrotermalnych.

Kryolit. Na

3

AlF

3

. Tw. 2, gęst. 2,95-3,0 g/cm

3

, ukł. jednoskośny, poł. szklisty. Bezbarwny, śnieżnobiały, żółty, czerwonawy lub czarny.

V. Sole kwasów tlenowych

Azotany:

Saletra chilijska (sodowa). NaNO

3

Saletra indyjska (potasowa) KNO

3

Powstają z biochemicznego przetworzenia szczątków organicznych w klimacie

suchym i gorącym lub ciepłym.

Używane w XIX wieku i na początku XX jako niskoprocentowe nawozy

azotowe, złoża zostały praktycznie wyczerpane

azotany,

węglany

,

siarczany

,

chromiany, molibdeniany, wolframiany,

fosforany,

arseniany, wanadany, borany i

krzemiany

Węglany:

Kalcyt. CaCO

3

. Tw. 3, gęst. 2,6-2,8 g/cm

3

, ukł. trygonalny, łup.

doskonała. Podstawowy minerał w wapieniach, marglach i opokach
zwykłych. Minerał domieszkowy w glinach i piaskach zwałowych.
Jest lepiszczem w piaskowcach wapnistych i marglistych. Wiele
organizmów buduje z kalcytu swoje szkielety: koralowce, mięczaki,
mszywioły i in. Stosunkowo łatwo wietrzeje. W wierzchnich
poziomach gleb klimatu wilgotnego ulega ługowaniu. Przekształca
się w warunkach kwaśnych do rozpuszczalnego w wodzie
Ca(HCO

3

)

2

(kwaśnego węglanu wapnia) i jest wymywany do wód

gruntowych. W zbiornikach wodnych w warunkach obojętnego
odczynu Ca(HCO

3

)

2

przekształca się do CaCO

3

i osadza na dnie

tworząc pokłady kredy jeziornej. Z kwasem solnym reakcja burzenia
– rozkład z wydzieleniem CO

2

.

Aragonit. CaCO

3

. ukł. rombowy (przykład polimorfizmu).

Węglany cd.

Dolomit. CaCO

3

*MgCO

3

. Tw. 3,5-4, gęst. 2,8-2,9 g/cm

3

, ukł.

trygonalny, poł. szklisty, łup. doskonała. Barwa w zależności
od domieszek od białej, żółtej, brunatnej do czarnej. Podstawowy
minerał w dolomitach i dolomitach wapnistych, domieszkowy
w wapieniach dolomitycznych. Stosunkowo łatwo wietrzeje.
Służy do produkcji nawozów magnezowych i wapniowo-
magnezowych. Z kwasem solnym reaguje tylko w wysokiej
temperaturze lub po sproszkowaniu.

Magnezyt. MgCO

3

. Tw. 4-4,5, gest. 3

g/cm

3

,

ukł. trygonalny, przeł. muszlowy.

Syderyt. FeCO

3

. Tw. 3,5-4,5, gęst. 3,7-3,9 g/cm

3

, ukł. trygonalny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Bardzo cenna ruda żelaza.

Smitsonit. ZnCO

3

.

Cerusyt. PbCO

3

.

Malachit. CuCO

3

* Cu(OH)

2

.

Azuryt. (CuCO

3

)

2

* Cu(OH)

2

.

w rudach metali kolorowych

}

Siarczany

Gips. CaSO

4

*2H

2

O. Tw. 2, gęst. 2,3-2,4 g/cm

3

, ukł. jednoskośny, łup.

doskonała, poł. szklisty, jedwabisty lub muszlowy. Tworzy wyraźne
niekiedy bardzo duże kryształy. Częste zrosty kryształów - jaskółcze
ogony. Bardzo łatwo wietrzeje. Powstaje w złożach solnych. Używany
niekiedy do nawożenia. Obecnie powszechnie stosowany
w budownictwie. Na wychodniach gipsu powstają rędziny gipsowe.

Odmiana przezroczysta gipsu to selenit. Natomiast zbita, biała i skrytokrystaliczna odmiana gipsu to alabaster używany w
rzeźbiarstwie.

Anhydryt. CaSO

4

. Tw. 3-4, gęst. 2,9-3,0 g/cm

3

, ukł. rombowy. poł. szklisty, łup. doskonała. Powstaje

z gipsu po podgrzaniu jego złóż. Może przekształcać się w gips - zwiększa przy tym objętość o 30 %.

Kizeryt. MgSO

4

*H

2

O. Tw. 3,5, gęst. 2,6 g/cm

3

, ukł. jednoskośny, poł.

szklisty. Występuje w złożach z solą kamienną. Używany do nawożenia
i produkcji soli glauberskiej - MgSO

4

*7H

2

O.

Kainit. KCl*MgSO

4

*3H

2

O. Tw. 2,5-3,0, gęst. 2.1 g/cm

3

, poł. szklisty.

Występuje w złożach solnych z sylwinem. Używany do nawożenia.

Baryt. BaSO

4

. Tw. 3.-3.5, gęst. 4,4-4,5 g/cm

3

, Używany do sporządzania mieszanin flotacyjnych.

Fosforany:

Apatyt. Grupa minerałów: Ca

5

(PO

4

)

3

F (a. fluorowy), Ca

5

(PO

4

)

3

Cl (a.

chlorowy) i Ca

5

(PO

4

)

3

OH (a. hydroksylowy). Tw. 5, gęst. 3,2 g/cm

3

,

ukł. heksagonalny, poł. szklisty, przełam muszlowy. Barwa zmienna

szarozielona, brunatna, niebieskawa , fioletowa. Bywa też bezbarwny i

przezroczysty. Występuje w fosforytach i złożach guana. Również w

niektórych skałach metamorficznych powstałych ze skał osadowych

zawierających fosfor. Służy do produkcji nawozów fosforowych

Wiwianit. Fe(PO

4

)

2

*8H

2

O. Tw. 1,5-2, gęst. 2,9 g/cm

3

, poł. szklisty.

Powstaje w osadach bogatych w żelazo oraz fosfor pochodzenia organicznego. Występuje
niekiedy w złożach torfu i osadach żelazistych. W złożu bezbarwny i przezroczysty, na powietrzu
utlenia się i przybiera barwę niebieską. Dawniej wykorzystywany do malowania wiejskich
domów.

Krzemiany

Około 800 minerałów krzemianowych.

Podstawowym elementem struktury
krzemianów jest czworościan krzemowo-tlenowy
z czterowartościowym atomem krzemu w centrum
i czterema atomami tlenu w narożnikach,

Każdemu atomowi tlenu w narożniku czworościanu pozostaje jedna
wartościowość, którą może on wykorzystać do tworzenia różnych wiązań
chemicznych. I tak powstają połączenia:

•

z kationami jednowartościowymi - wtedy na kationie kończy się w tym miejscu

siatka krystaliczna;

•

z kationami dwuwartościowymi - wtedy dwuwartościowy kation może łączyć dwa

czworościany krzemowo-tlenowe;

•

z kationami trójwartościowymi;

•

atom tlenu może łączyć dwa atomy krzemu sąsiednich czworościanów - następuje

wtedy łączenie czworościanów.

Z uwagi na to, że atomy tlenu w każdym narożniku czworościanu mogą tworzyć różne połączenia
powstaje duża ilość minerałów o zróżnicowanej strukturze. Rodzaj minerałów zależy w dużym stopniu
od stosunków ilościowych pierwiastków w zbiorniku magmowym – krzemu oraz poszczególnych
kationów metalicznych

Podział krzemianów

}

SKALENIE (60%)

Skalenie alkaliczne (sodowo-potasowe) 31%

Skalenie sodowo-wapniowe (plagioklazy) 29%

Skalenoidy (skaleniowce)

ŁYSZCZYKI (miki) - 5%

PIROKSENY

- p. rombowe:

- p. jednoskośne:

AMFIBOLE

- a. rombowe

- a. jednoskośne

OLIWINY – 2,6%

Minerały ilaste

14%

- K, Na, Al
- Ca, Na, Al

- Ca, Mg, Fe i in.

- Mg i Fe

- K, Na, Al

(wtórne krzemiany warstwowe)

Epidoty (Ca, Al, Fe)
Turmaliny (B, Na, Ca, Mg, Al)
Granaty (Ca, Mn, Fe, Mg, Cr, Al.)
Chloryty (Mg, Fe
Serpentynity (Mg)

SKALENIE

Ortoklaz. KAlSi

3

O

8

. Gęst. 2,54-2,57 g/cm

3

, tw. 6, ukł.

jednoskośny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Mikroklin. (K, Na)AlSi

3

O

8

. Gęst. 2,54-2,57 g/cm

3

, tw. 6,

ukł. trójskośny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Anortoklaz. K, Na AlSi

3

O

8

. Gęst. 2,58-2,61 g/cm

3

, tw. 6,

ukł. trójskośny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Skalenie alkaliczne (sodowo-potasowe):

Tworzą 31% wagowych skorupy ziemskiej. Średnio odporne na wietrzenie. Występują w
granitach, granodiorytach i sjenitach. Obecne również w skałach przeobrażonych oraz w
dużych i średnich okruchach skał osadowych

Skalenie sodowo-wapniowe (plagioklazy):

Albit. NaAlSi

3

O

8

. Gęst. 2,61 g/cm

3

, tw. 6, ukł. trójskośny, poł.

szklisty, łup. doskonała.

Anortyt. CaAl

2

Si

2

O

8

. Gęst. 2,76 g/cm

3

, tw. 6, ukł. trójskośny, poł.

szklisty, łup. doskonała.

Składniki

plagioklazów

% albitu

% anortytu

Albit

90 - 100

0 - 10

Oligoklaz

70 - 90

10 - 30

Andezyn

50 - 70

30 - 50

Labrador

30 - 50

50 - 70

Bytownit

10 - 30

70 - 90

Anortyt

0 - 10

90 - 100

Ś

rednio odporne na wietrzenie. Występują w diorycie, granodiorycie,

bazalcie i gabrze oraz jako minerały domieszkowe w granicie, i sjenicie.
Również w skałach przeobrażonych oraz osadowych skałach
okruchowych

SKALENOIDY (skaleniowce)

Nefelin. NaAlSiO

4

. Gęst. 2,55-2,65 g/cm

3

, tw. 5,5-6, ukł. heksagonalny, poł. szklisty lub tłusty, łup.

słaba. Bezbarwny, szary, brunatnoszary, zielonawy, czerwonawy lub rzadziej biały.

Sodalit. Na

4

Al

3

Si

3

O

12

Cl. Gęst. 2,1-2,5 g/cm

3

, tw. 5-6, ukł. regularny, poł. szklisty lub tłusty, łup.

niewyraźna. Najczęściej niebieski, także biały, szary, żółty lub czerwonawy.

Leucyt. KAlSi

2

O

6

. Gęst. 2,45-2,50 g/cm

3

, tw. 5,5-6, ukł. regularny, poł. szklisty lub tłusty, łup.

niewyraźna. Biały, brudnobiały lub jasnoszary.

Skały stosunkowo rzadkie. Powstają z lekkiej magmy ubogiej w krzemionkę,
natomiast bogatej w potas i sód. Występują w skałach zasadowych.

ŁYSZCZYKI (MIKI)

Muskowit (Łyszczyk jasny, mika biała). KAl

3

Si

3

O

10

(OH)

2

. Gęst. 2,76-3,10

g/cm

3

, tw. 2-2,5, ukł. jednoskośny, poł. diamentowy, łup. doskonała.

Bezbarwny, szary, zielonawy lub brunatnawy. Miękki ale bardzo odporny na
wietrzenie chemiczne. Występuje w skałach magmowych głębinowych
(granitach i granodiorytach) oraz wielu skałach metamorficznych (gnejsach
i łupkach łyszczykowych). Minerał domieszkowy w skałach osadowych
- w formie drobnych blaszek i łusek.

Biotyt (Łyszczyk ciemny, mika czarna). K(Fe, Mg, Al)

4

Si

3

O

10

(OH)

2

. Gęst.

2,8-3,4 g/cm

3

, tw. 2,5-3, ukł. jednoskośny, poł. metaliczny, łup. doskonała.

Czarny, ciemnobrunatny lub czarnooliwkowy. Zawiera bardzo dużo
składników pokarmowych. Stosunkowo łatwo wietrzeje.Ważny minerał
domieszkowy w skałach magmowych głębinowych (granit, granodioryt,
sjenit, dioryt i gabro) oraz w niektórych skałach metamorficznych (łupki
łyszczykowe, gnejsy, hornfelsy). W skałach osadowych rzadki ze względu
na podatność na wietrzenie. Ale występuje w dużych odłamkach skał
okruchowych - kamieniach i żwirach.

PIROKSENY

Pirokseny rombowe:

Enstatyt. Mg

2

Si

2

O

6

. Gęst. 3,1-3,3 g/cm

3

, tw. 5,5, ukł. rombowy, poł. szklisty, łup. doskonała.

Bezbarwny, szarobiały z zielonawym odcieniem rzadziej brunatno-zielony.

Hipersten. (FeMg)Si

2

O

6

. Gęst. 2,8-3,4 g/cm

3

, tw. 2,5-3, ukł. rombowy, poł. szklisty, łup.

doskonała. Czarny, ciemnobrunatny lub czarnooliwkowy.

Pirokseny jednoskośne:

Diopsyd. Ca(Mg,Fe)Si

2

O

6

. Gęst. 3,27-3,38 g/cm

3

, tw. 5,5-6, ukł. jednoskośny, poł. szklisty, łup.

doskonała. Czarny, ciemnobrunatny lub czarnooliwkowy.

Augit. (Ca,Mg,F

+2

,Al,Fe

+3

, Ti)

2

(Si,Al

2

)

2

O

6

). Gęst. 3,2-3,6 g/cm

3

, tw. 5-6, ukł. jednoskośny, poł.

słaby, łup. doskonała. Czarny.

Egiryn. NaFe

+3

Si

2

O

6

. Gęst. 3,5-3,6 g/cm

3

, tw. 5-6,5, ukł. jednoskośny, poł. szklisty, łup. dobra.

(Ca, Mg, Fe, Na, Mn) (Si

2

O

6

)

Krzemiany łańcuchowe (czworościany połączone wzdłuż jednej osi)
Dlatego tworzą wydłużone kryształy o pokroju słupkowym lub igiełkowym.
Tempo wietrzenia średnie, uwalniają duże ilości Ca, Mg
i Fe oraz innych kationów.

AMFIBOLE

Amfibole rombowe

Antofyllit. (Mg, Fe)

7

(OH)

2

(Si

4

O

11

)

2

. Gęst. 2,85-3,2 g/cm

3

, tw. 5,5-6, ukł. rombowy, poł. szklisty,

łup. doskonała. Brunatny, brunatnozielony do zielonawego .

Amfibole jednoskośne

Tremolit. Ca

2

Mg

5

(OH)

2

(Si

4

O

11

)

2

. Gęst. 2,98-3,40 g/cm

3

, tw. 5-6, ukł. jednoskośny, poł. szklisty,

łup. doskonała. Bezbarwny, szary, żółtawy.

Hornblenda zwyczajna. Ca

2

(Mg,Fe)

5

Si

8

O

22

(OH)

2

. Gęst. 3-3,5 g/cm

3

, tw. 5,5, ukł. jednoskośny,

poł. szklisty, łup. doskonała. Zielonoczarna, brunatnoczarna do czarnej.

Krzemiany głównie Ca, Mg, i Fe, w mniejszym stopniu Al. i Na.
Należą do krzemianów wstęgowych – czworościany połączone są
we wstęgi, a w sieci krystalicznej występują grupy hydroksylowe
(-OH). Tworzą wydłużone kryształy o pokroju słupkowym
igiełkowym lub włóknistym. Barwa zwykle ciemna, zielonkawa
lub czarna. Wietrzeją łatwiej od piroksenów, uwalniają podobnie
jak pirokseny dużo Ca, Mg i Fe.

OLIWINY

Chryzolit (oliwin właściwy). (Mg,Fe)

2

SiO

4

. Gęst. 3,0-3,5 g/cm

3

,

tw. 6,5-7, ukł. rombowy, poł. szklisty. śółty z zielonawym

odcieniem, często bezbarwny.

Forsteryt. Mg

2

SiO

4

. Gęst. 3,2 g/cm

3

, tw. 6,5-7, ukł. rombowy, poł. szklisty.

Fajalit. Fe

2

SiO

4

. Gęst. 4,0-4,35 g/cm

3

, tw. 6-6,5, ukł. rombowy, poł. szklisty.

Ciemnożółty do zielonawoczarnego.

Ortokrzemiany magnezu i żelaza. Występują głównie w skałach

ultrazasadowych (dunity, perydotyty, piroksenity), oraz jako minerały

domieszkowe w gabrze i bazalcie.. Mogą się przekształcać

w serpentyny. Łatwo wietrzeją uwalniając magnez i żelazo.

GRANATY

Me

+2

Me

+3

(SiO)

4

.

(Me

+2

to Ca, Mn, Fe

+3

lub Mg, a Me

+3

to Al lub Fe

+3

). Gęst. 3,5-4,4 g/cm

3

, tw. 6,5-

7,5, ukł. regularny, łup. niewyraźna, poł. szklisty, tłusty lub diamentowy. Częste domieszki w skałach
metamorficznych. Wiele barwnych odmian.

EPIDOTY

Epidot. Ca

2

(Al,Fe

+3

)Al

2

O[SiO

4

][Si

2

O

7

](OH) Gęst. 3,38-3,5 g/cm

3

, tw. 6-7, ukł. jednoskośny, poł. szklisty, łup.

doskonała. śółtawozielony, oliwkowy do czarnozielonego.

TURMALINY

Turmalin. (Na,Ca)(Mg,Al)

6

[Si

6

Al

3

B

3

](O,OH)

30

. Gęst. 3,0-3,5 g/cm

3

, tw. 7, ukł. trygonalny, łup. niewyraźna,

poł. szklisty. Barwne odmiany.

CHLORYTY

Talk. Mg

3

(OH)

2

[Si

4

O

10

]. Gęst. 2,7-2,8 g/cm

3

, tw. 1, ukł. jednoskośny, łup. doskonała, poł. tłusty lub perłowy.

Bezbarwny, szary lub zielonawy.

SERPENTYNITY

Antygoryt. (Mg,Fe

+2

)

6

(OH)

8

[Si

4

O

10

]. Gęst. 2,58 g/cm

3

, tw. 3-4, ukł. jednoskośny, łup. doskonała, poł. szklisty.

Zielony z odcieniem oliwkowym, szarym lub żółtym.

Chryzotyl. Mg

6

(OH)

6

Si

4

O

11

H

2

O. Gęst. 2,36-2,50 g/cm

3

, tw. 2-3, ukł. jednoskośny, łup. niewyraźna, poł. szklisty.

Zielony, złotożółty lub szarym. Odmiana włóknista to azbest.

MINERAŁY ILASTE

Glinokrzemiany wtórne, powstałe z wietrzenia krzemianów pierwotnych.

Wietrzenie chemiczne krzemianów polega na hydrolizującym działaniu wody.

Jako sole słabych kwasów rozpadają się w wodzie na wolny kwas i wolną zasadę.

Proces polega na wnikaniu do siatki krystalicznej minerałów jonów wodorowych.

Wypierają one znajdujące się w narożach i na powierzchni sieci krystalicznej

kationy zasadowe - ługowanie kationów zasadowych. Następnie na skutek

zastąpienia jonów metali przez znacznie mniejsze od nich jony wodoru sieć

krystaliczna minerału traci swą pierwotną spoistość, a sam minerał rozpada się

na dwie zasadnicze części: krzemionkę i tlenek glinu.

K

2

O*Al

2

O

3

*6SiO

2

+ 2H

2

O = H

2

O*Al

2

O

3

*6SiO

2

+ 2K

+

+ 2OH

-

H

2

O*Al

2

O

3

*6SiO

2

= H

2

O + Al

2

O

3

+ 6SiO

2

Minerały ilaste cd.

Uwalniane ze zniszczonej sieci krystalicznej krzemionka i tlenek glinu

przechodzą do wody w formie koloidalnych zoli. Zole te różnią się istotnie ładunkiem

elektrycznym: w roztworze kwaśnym lub obojętnym wodorotlenek glinu ma ładunek

kwaśny i właściwości zasady, krzemionka natomiast ma ładunek ujemny i charakter

kwasu. Zole krzeminki i tlenku glinu przyciągają się wzajemnie i gdy ich ładunki ich

cząsteczek zobojętnią się, wytrącają się z roztworu w postaci żeli o różnym stosunku

ilościowym Al

2

O

3

do SiO

2

, zależnie od odczynu środowiska, w którym zachodzi

wietrzenie. Wydzielające się żele krzemionki i tlenku glinu nie pozostają długo w stanie

bezpostaciowym. Przyjmują one budowę krystaliczną z siatką nowych minerałów

glinokrzemianowych, zwanych ilastymi.

Minerały ilaste mogą też powstawać z przebudowy pierwotnych

glinokrzemianów posiadających budowę warstwową (z łyszczyków i chlorytów).

Następuje wtedy wyługowanie z sieci krystalicznej metali alkalicznych i wytrącenie się

tylko części krzemionki.

Podział minerałów ilastych

Minerały ilaste dwuwarstwowe.

Grupa kaolinitu.

Kaolinit, haloizyt, dykit, nakryt.

Minerały ilaste trójwarstwowe.

Grupa uwodnionych łyszczyków (hydromiki)

Hydromuskowit, hydrobiotyt, illit, glaukonit.

Grupa montmorylonitu (smektyty).

Montmoryl

o

nit, beidelit,

nontronit, saponit, sokonit.

Grupa wermikulitu.

Wermikulit

Allofany (bezpostaciowe minerały ilaste).

Minerały ilaste grupy kaolinitu

Budowa dwuwarstwowa. Kaolinit, haloizyt, dykit, nakryt.

Kaolinit. Al

2

O

3

*2SiO

2

*2H

2

O. Twardość 2 - 2,5, gęstość 2,63 g/cm

3

, Układ

jednoskośny. Łupliwość doskonała. Biały, żółtawy. Łuseczkowe agregaty

o ziemistym wyglądzie. Powstaje z wietrzenia różnych minerałów przy

dużym udziale CO

2

. Siatka krystaliczna jest sztywna. Przestrzenie

międzypakietowe niedostępne dla wody i jonów. Pęcznienie tylko do 0,5

(max. 1,0) %. Główny minerał ilasty gleb tropikalnych (laterytów)

powstający przy dużych opadach i silnego wypłukiwania kationów

zasadowych. W glebach Polski niewiele kaolinitu.

Schemat budowy minerałów ilastych dwuwarstwowych

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa ośmiościanów

warstwa ośmiościanów

Pa

ki

e

t

d

w

uw

a

rs

tw

ow

y

Pa

ki

e

t

d

w

uw

a

rs

tw

ow

y

przestrzeń międzypakietowa

przestrzeń międzypakietowa

Sieć krystaliczna typu 1 : 1

Pa

ki

e

t

d

w

uw

a

rs

tw

ow

y

przestrzeń międzypakietowa

Schemat budowy minerałów ilastych trójwarstwowych

Sieć krystaliczna typu 2 : 1

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa ośmiościanów

warstwa ośmiościanów

Pa

ki

e

t

tr

ój

w

a

rs

tw

ow

y

przestrzeń międzypakietowa

Pa

ki

e

t

tr

ój

w

a

rs

tw

ow

y

przestrzeń międzypakietowa

Pakiet

trójwarstwowy

Uwodnione łyszczyki (hydromiki)

Budowa trójwarstwowa. Pospolicie w glinach zwałowych i lessach.

Hydromuskowit,

hydrobiotyt, illit, wermikulit, glaukonit.

Hydromuskowit. KAl

2

(SiAl)

4

O

10

* nH

2

O. bardzo podobny do muskowitu. Zawiera

do 9 % wody i do 5 % potasu. W iłach, glinach i kompleksie sorpcyjnym gleb.

Powstaje z wietrzenia łupków i gnejsów.

Hydrobiotyt. K(Mg, Fe)

3

(SiAl)

4

O

10

(OH)

2

. Podobny do biotytu, ale zawiera mniej

K, Fe, Al i SiO

2

. W skałach zawierających biotyt.

Illit. K

<1

Al

2

(OH)

2

[(Si, Al)

4

O

10

]. Gęstość 2,6-2,9

g/cm

3

,

tw. 1-2, układ jednoskośny,

biały, zielonawy lub brunatnawy. Mikrokrystaliczne agregaty łuseczkowe. Bardzo

pospolity składnik glin, zwietrzelin i iłów. Głównie

z wietrzenia skaleni. Bardzo silnie wiążę potas. Może zawiera do 6 % potasu.

Glaukonit. K

<1

(Fe

+3

Mg, Al, Fe

+2

)

2

(OH)

2

[(Si, Al)

4

O

10

] * 10H

2

O. Tw. ok. 2, gęst.

2,2-2,9

g/cm

3

,

układ jednoskośny, zielony z różnymi odcieniami. Pospolity

w utworach morskich: piaskach, piaskowcach, mułkach, marglach i wapieniach

piaszczystych. Piaski glaukonitowe.

Minerały ilaste grupy montmorylonitu

Budowa trójwarstwowa. Montmorylonit, beidelit, nontronit, saponit, sokonit.

Montmorylonit. Al

2

O

3

*4SiO

2

*H

2

O. Gęstość 1,7-2,7 g/cm

3

, Twardość 1,5.

Miękki i tłusty w dotyku. Biały z odcieniem szarym, różowym lub

czerwonawym. Sieć krystaliczna sprężysta. Odległości międzypakietowe

zmienne. W przestrzenie międzypakietowe mogą bez trudności wchodzić

cząsteczki wody rozciągając pakiety. Duża zdolność pęcznienia. Minerał

ilasty bardzo często tworzący się w glebach klimatu umiarkowanego w

obecności kationów zasadowych.

Wermikulit. (MgCa)

0,7

(Mg, Fe, Al)

6

(OH)

4

[(Al, Si)

8

O

20

]*8H

2

O. Twardość 1,

gęstość ok. 2,3-2,7 g/cm

3

, łupliwość doskonała. Układ jednoskośny. Bezbarwny,

ż

ółtawy, zielonawy lub brunatny. Podobny do zwietrzałego biotytu. Powstaje

w zwietrzelinie bogatej w jony magnezu. Posiada dużą pojemność sorpcyjną

i bardzo duże zdolności pęcznienia.

Allofany. Al

2

O

3

*nSiO

2

*mH

2

O. Bezpostaciowe minerały ilaste. Posiadają bardzo

dużą pojemność sorpcyjną. Sorbują zarówno kationy jak i aniony.

Właściwości niektórych minerałów ilastych

260

100

-

Allofany

67 - 100

20 - 50

1,00

Illit

100 - 300

100 - 200

1,40 - 1,50

Wermikulit

600 - 800

80 - 120

0,96 - 2,14

Montmorylonit

100

5 - 10

0,72

Haloizyt

14 - 23

3 - 15

0,72

Kaolinit

Powierzchnia

właściwa

[m

2

/g]

Pojemność

Wymienna

[me/100g]

Odległości

międzypakietowe

[nm]

Minerał ilasty