Gromada IV HALOGENKI

Gromadę halogenków tworzą minerały będące, z chemicznego punktu widzenia, solami HF, HC1, HBr i HJ, a więc

fluorki, chlorki, bromki i jodki. Zalicza się tu również bardziej złożone związki uwodnione i zawierające aniony [OH]

-

i O

2-

oraz fluoroborany, fluorokrzemiany, fluorogliniany i pokrewne. Zaliczono tu również rzadko pojawiające się w przyrodzie
siarko- i tellurkochlorki.

Ogólne cechy fizyczne halogenków:

Cechy halogenków metali lekkich:

Cechy halogenków metali ciężkich

−

przeważnie jonowy charakter wiązań

−

przeźroczyste

−

na ogół bezbarwne lub zabarwione
allochromatycznie

−

mała gęstość

−

niski współczynnik załamania światła

→

(wpływa

na połysk)

−

słaby połysk

−

dobra rozpuszczalność w wodzie

−

jonowo-atomowy charakter wiązań (ze względu na
silniejsze zdolności polaryzacyjne)

−

duża gęstość

−

zabarwienie idiochromatyczne

(mają barwną rysę)

−

wyższe współczynniki załamania światła

−

silniejszy połysk

−

mniejsza rozp. w H

2

O

Halogenki dzieli się na klasy:

Klasa 1. Fluorki i pokrewne
Klasa 2. Chlorki i pokrewne
Klasa 3. Bromki
Klasa 4. Jodki

Klasa 1. FLUORKI I POKREWNE

Fluor okazuje skłonność do gromadzania się w resztkowych produktach magmy i tworzenia minerałów w strefie działalności
pneumatolitowej i hydrotermalnej. Fluor i fluorowodór są także produktami ekshalacji wulkanicznych. Najpospolitszym
minerałem fluoru, a zarazem jego główną kopaliną użyteczną, jest fluoryt CaF

2

. Jego znaczna rozpuszczalność sprzyja migracji i

tworzeniu się koncentracji wśród skał osadowych.

Ze względu na skład chemiczny fluorki dzielimy na trzy grupy:

Grupa 1. Fluorki
Grupa 2. Fluoroborany, fluorokrzemiany, fluorogliniany i pokrewne
Grupa 3. Fluorowęglany (grupa bastnasytu)

Fluoryt CaF

2

Występuje wśród resztkowych produktów krystalizacji magmy i w skałach osadowych. Jego złoża, przeważnie

pochodzenia hydrotermalnego. Jest głównym surowcem chemicznego przemysłu fluorowego, topnikiem stalowniczym,
wykorzystywanym także w metalurgii aluminium oraz w przemyśle elektrod spawalniczych; znajduje zastosowanie jako
zmętniacz szkła przeświecającego i emalii, używany bywa w przemyśle cementowym. Ładnie zabarwione odmiany są
wykorzystywane jako kamienie ozdobne i na galanterię kamienną, np. na wazy itp.

Klasa 2. CHLORKI I POKREWNE
Chlor, a właściwie HC1, w ilościach sięgających kilkudziesięciu procent pojawia się w ekshalacjach wulkanicznych

(fumarole). W zasięgu ich oddziaływania tworzy się duża rozmaitość chlorków.

Chlorki alkaliów i ziem alkalicznych są łatwo rozpuszczalne w wodzie. To powoduje dużą ruchliwość Cl

-

w strefie

wietrzenia i w hydrosferze. W strefie hipergenicznej tworzą się proste i złożone chlorki oraz tlenochlorki. Łatwa
rozpuszczalność chlorków alkaliów i ziem alkalicznych sprzyja ługowaniu ich przez wody opadowe i inne krążące w skorupie
ziemskiej oraz znoszenie ich do oceanów, mórz i jezior bezodpływowych. Tam, wskutek

ewaporacji

, tworzą się ich

koncentracje. W strefie wietrzenia kruszców Ag, Cu i Pb jon Cl

-

powoduje strącanie związków trudno rozpuszczalnych, np.

AgCl.

Ze względu na odrębny charakter chemiczny, warunki powstawania oraz występowania chlorki i pokrewne zostały
podzielone na cztery grupy:

Grupa 1. Chlorki
Grupa 2. Tlenochlorki i pokrewne
Grupa 3. Siarko- i tellurochlorki
Grupa 4. Grupa mosesytu

Halit HCl - Produkt krystalizacji z wody morskiej lub jezior słonych. Tworzy wykwity na pustyniach. Obecny również wśród

produktów ekshalacji wulkanicznych.. W krajach o klimacie gorącym sól kamienna jest uzyskiwana przez sztuczną
ewaporacje wody morskiej lub wody jezior słonych w salinach morskich lub salinach jeziornych.

W Polsce złoża soli kamiennej są związane z utworami morskiego miocenu podkarpackiego (Bochnia, Wieliczka – to

nie są ewaporaty) i z osadami morza cechsztyńskiego (ewaporaty) (Inowrocław, Kłodawa, Rogoźno i in. na Kujawach, okolice
Pucka nad Bałtykiem).

Sylvin (sylwin) KCl - Minerał ewaporatów morskich. Występuje również wśród produktów ekshalacji wulkanicznych. Jeden z

głównych minerałów złóż soli potasowomagnezowych. W Polsce występuje w cechsztyńskich słupach solnych na Kujawach,
np. Inowrocławiu, Kłodawie. Jeden z najważniejszych minerałów potasu, wykorzystywany do produkcji nawozów
mineralnych.

Carnallit (karnalit) KMgCl

3

·6H

2

O

Bischofit MgCl

2

·6H

2

O -

końcowy produkt ewaporacji wody morskiej

.

W niewielkich ilościach występuje w złożach soli

potasowo-magnezowych.

Atacamit Cu(OH)

3

Cl. Minerał strefy utlenienia kruszców Cu. Współwystępuje z malachitem, azurytem, chryzokolą, kuprytem i

innymi tlenowymi minerałami Cu.

Gromada V TLENKI I WODOROTLENKI

Struktury tlenków i wodorotlenków zależą głównie od własności kationów oraz od ich wymiarów, ładunków i czynnej

zdolności polaryzacyjnej.

Wśród tlenków wyróżnia się tlenki proste i złożone.

Tlenkiem prostym nazywamy tlenek, w skład którego wchodzi jeden kation, np. peryklaz MgO. Są to związki o

nieskomplikowanym składzie chemicznym i dość prostych strukturach. Tlenki proste, których kationy mają średnią lub dużą
liczbę koordynacyjną, mają przeważnie jonowy charakter wiązań. Niskie liczby koordynacyjne, mniejsze od 4, są natomiast
właściwe strukturom o przeważającym atomowym charakterze wiązań.

Tlenki złożone zawierają przynajmniej dwa rodzaje kationów. Ich liczby koordynacyjne mogą być jednakowe lub różne,

np. w spinelach A

2

+B

2

+O

4

.

Charakter wiązań chemicznych minerałów tej gromady odzwierciedla się w ich własnościach fizycznych i chemicznych.

Te, w których przeważa jonowy charakter wiązań okazują dużą twardość, wysoką temperaturę topnienia, małą rozpuszczalność
w wodzie i odporność na działanie czynników chemicznych i atmosferycznych. Wodorotlenki warstwowe odznaczają się
mniejszą twardością i dokładną lub doskonałą łupliwością według dwuścianu podstawowego.

Wyróżnia się:

Klasa 1. Tlenki typu M

2

O i M O (M : O = 2:1 i 1:1)

Klasa 2. Tlenki typu M

3

O

4

(M : O = 3:4) i pokrewne

Klasa 3. Tlenki typu M

2

O

3

(M : O = 2:3) i pokrewne

Klasa 4. Tlenki typu M

2

O (M : O = 1:2) i pokrewne

Klasa 5. Tlenki typu M

2

O

5

i MO

3

(M : O = 2:5 i 1:3)

Klasa 6. Wodorotlenki i tleno-wodorotlenki

klasa 1. TLENKI TYPU M2O i MO (M : O = 2:1 i 1 :1)

Cynkit ZnO – Minerał stref kontaktowo-metasomatycznych.W Polsce znany z Olkusza i Tarnowskich Gór. Być może powstał
tam jako produkt pożarów podziemnych w kopalniach rud cynku.

Peryklaz – MgO Minerał skał dolomitowych zmetamorfizowanych termicznie w wysokich temperaturach. Uzyskiwany również
z wody morskiej

Kupryt – Cu

2

O - Minerał strefy utlenienia. W Polsce występuje z miedzią rodzimą w Miedziance koło Chęcin i na Miedzianej

Górze koło Kielc. Znany z kopalni Miedzianka koło Janowie Wielkich i w Dziwiszowie koło Jeleniej Góry a także w pstrych
łupkach fliszu karpackiego, np. w okolicy Monasterca nad Sanem.

Tenoryt CuO, Minerał strefy utlenienia kruszców miedzi. Często występuje w mieszaninie z kuprytem i wodorotlenkami Fe i
Mn. W Polsce stwierdzony w Miedziance i Ciechanowicach koło Jeleniej Góry oraz w nieczynnej kopalni Włodzimierz koło
Szydłówka w pobliżu Kielc.


GRUPA SPINELI
Grupa spineli obejmuje regularne tlenki złożone typu A

2

+B

3

+O

4

i słabiej rozpowszechnione typu A

2

+C

4

+O

4

.

Spinel Al

2

MgO

4

- występuje w utworach strefy kontaktowo-metasomatycznej, zwłaszcza w zmienionych dolomitach i

wapieniach zasobnych w MgO. Powstają w wysokich temperaturach. Współwystępuje z granatami, piroksenami i innymi
krzemianami. Rzadziej spinele pojawiają się w pegmatytach i skałach magmowych oraz regionalnie zmetamorfizowanych
łupkach krystalicznych np. w gnejsach. Odporne na wietrzenie przechodzą do osadów mechanicznych. Dość
rozpowszechnione.jest wykorzystywany jako materiał ścierny, a także w przemyśle materiałów ogniotrwałych.

Magnetyt Fe

2+

Fe

2

3+

O

4

Pospolity w skałach magmowych i utworach hydrotermalnych. Tworzy się także w strefach kontakto-

metasomatycznych i w skałach metamorficznych jako produkt przeobrażenia wodorotlenków żelaza oraz osadów. Tworzy
zasobne złoża rudy żelaza. Magmowe skały magnetytowe (ferrobolity) są eksploatowane w Kirunavaara (Szwecja). Znane są
jego złoża związane z metamorfizmem kontaktowym, np. Góra Magnitnaja na Uralu. Złoża rud magnetytowych i hematytowych
eksploatowane są z serii zmetamorfizowanych piaskowców Krzywego Rogu na Ukrainie. Olbrzymie złoża magnetytu zostały
odkryte na terenie kurskiej anomalii magnetycznej (Rosja) oraz w Brazylii.
W Polsce już od wczesnego średniowiecza eksploatowano złoże w Kowarach, a także w Kletnie koło Kłodzka i w okolicy
Szklarskiej Poręby koło Jeleniej Góry. Wystąpienia niewielkich ilości magnetytu są znane z bazaltów i granitoidów
dolnośląskich m.in. z Biegoszowa koło Złotoryi, śerkowic koło Lwówka, z masywu suwalskiego (okolice Suwałk) oraz z wielu
skał osadowych, np. piasków bałtyckich, piasków wydmowych i in.

Znacz. Najważniejsza ruda żelaza

Tytanomagnetyty - roztwory stałe magnetyt – ulvit Krystalizują podczas powstawania skał magmowych. Tworzą samodzielne
złoża, m.in. rozpoznane wierceniami w okolicy Suwałk.

Chromit FeCr

2

O

4

- Słabo magnetyczny. Może zawierać zorientowane wrostki hematytu, ilmenitu, magnetytu, rutylu i ulvitu

utworzone w wyniku odmieszania. Minerał zasadowych skał magmowych. Zwykle

współwystępuje

wraz z

oliwinem

lub

minerałami serpentynowymi

. Bywa stowarzyszony z chlorytami chromowymi i granatem chromowym. Towarzyszy

platynowcom rodzimym.
Chromit w Polsce był wydobywany w Tąpadłach koło Sobótki. W znaczniejszych ilościach występuje też w Grochowej koło
Ząbkowic Śląskich i w innych skałach serpentynowych na Dolnym Śląsku.

*******************************
Chryzoberyl AI

2

BeO

4

- Minerał utworów pegmatytowych i kontaktowo-pneumatolitycznych. Występuje na kontaktach skał

metamorficznych z intruzjami granitowymi. Odporny na wietrzenie, przechodzi do skał okruchowych. Znaczne nagromadzenia
znane są z wioski Takowaja (Ural). W Polsce znany z druz pegmatytowych wśród granitów odsłoniętych w łomie Pielgrzymka
koło Strzegomia. Ruda berylu.

Korund AI

2

O

3

•

czerwony

- rubin,

•

niebieski

- szafir i in.

•

fioletowy

- ametyst orientalny

•

bezbarwny – leukoszafir

Minerał skał magmowych i żył pegmatytowych. Odporny na wietrzenie gromadzi się w skałach osadowych.

W Polsce korund i jego odmiany (rubin, szafir), znane są z piasków złotonośnych okolic Złotoryi i Izerki (Dolny Śląsk). Białe i
bladoniebieskie kryształy i ziarna korundu wielkości do 5 cm występują także w pegmatycie Kruczej Skały, w Wilczej Porębie
koło Karpacza oraz w gnejsach izerskich.
Znacz. Kopalina przemysłu materiałów ściernych i materiałów ogniotrwałych. Rubiny i szafiry są wykorzystywane w przemyśle
precyzyjnym jako materiał łożyskowy. Czyste osobniki korundu lub jego odmian znajdują zastosowanie w technice laserowej.

Hematyt α-Fe

2

O

3

Zależnie od wykształcenia ziarn lub budowy skupień wyróżnia się odmiany hematytu określane odrębnymi

nazwami: np.

błyszcz żelaza (spekularyt) - grubokrystaliczny
mika żelazna - drobnoziarnista, łuseczkowa, niekiedy występująca w skupieniach luźnych
żelaziak czerwony - zbity, skrytokrystaliczny
śmietana hematytowa - pylasta, barwy greckiej terrakoty
krwawnik - Skupienia zbite, promieniste lub naciekowe

Wyst. W niewielkich ilościach występuje w skałach magmowych, zwłaszcza zabarwionych czerwono. Składnik utworów
hydrotermalnych oraz produktów ekshalacji wulkanicznych. Częsty wśród utworów metamorfizmu kontaktowego i
regionalnego. Rozpowszechniony również wśród utworów osadowych.

W Polsce występuje w Górach Świętokrzyskich: w Rudkach koło Nowej Słupi (żelaziak czerwony, śmietana

hematytowa). Ładne kryształy hematytu pojawiają się w szczelinach dolnośląskich masywów granitowych i w kujawskich
słupach solnych, np. w iłach Inowrocławia. Znany jest także z Tatr: Huciska, Tomanowa, Dolina Chochołowska. Najważniejsza
obok magnetytu ruda żelaza.

llmenit FeTiO - Składnik skał magmowych (gabro, diabazy itp.), w których towarzyszy magnetytowi lub tytanomagnetytowi. W
znacznych ilościach występuje w niektórych pegmatytach syenitowych. Wraz z magnetytem stanowi produkt odmieszania
tytanomagnetytu. Odporny na wietrzenie przechodzi do skał okruchowych tworząc niekiedy złoża zawierające do 60% ilmenitu
(piaski ilmenitowe). W Polsce ilmenit jest dość rozpowszechnionym składnikiem zasadowych i obojętnych skał magmowych:
np. okolice Nowej Rudy na Dolnym Śląsku. Znany m.in. z piasków złotonośnych koło Złotoryi, z piasków plażowych Bałtyku, a
także z wielu innych miejscowości. Jego zrosty z magnetytem charakteryzują tytanomagnetyty suwalskie.
Znacz. Główna ruda tytanu przetwarzana również na syntetyczny rutyl TiO

2

oraz biel tytanową (TiO

2

).

Perowskit CaTiO

3

.

Pojawia się w bazaltach alkalicznych, złoża tytanomagnetytu i w złożach chromitów. W Polsce znany z

niektórych bazaltów Dolnego Śląska.


Substancja TiO

2

TiO

2

tworzy trzy polimorfy:

rutyl, brookit i anataz

.

Rutyl TiO

2

-Odporny na działanie czynników chemicznych i atmosferycznych przechodzi do osadów. Najtrwalszy i

najbardziej w przyrodzie rozpowszechniony polimorf TiO

2

. Akcesoryczny składnik skał magmowych, np. granitu, syenitu.

Napotykany w pegmatytach i utworach hydrotermalnych w paragenezie z kwarcem, ilmenitem, hematytem lub magnetytem.
Składnik skał metamorficznych (gnejsy, łupki mikowe, amfibolity i in.). Znany ze skał okruchowych.

Brookit TiO

2

- Minerał żył i pustek skał magmowych i metamorficznych; produkt przeobrażenia innych minerałów

zawierających Ti. Znany ze skał okruchowych.

Anataz TiO

2

- Produkt rozkładu tlenków Ti-Fe, np. ilmenitu, tytanomagnetytu itp. Składnik skał magmowych i

metamorficznych. Pojawia się wśród skał osadowych. Obecny w niektórych boksytach i kaolinach.

********************************
Kasyteryt SnO

2

- Odporny na działanie czynników chemicznych i atmosferycznych. Występuje w granitach i skałach

pomagmowe, pegmatytach, utworach kontaktowo-metasomatycznych. Składnik grejzenów, tj. pneumatolitycznie zmienionych
granitów, gnejsów i innych skał. Największe znaczenie surowcowe mają złoża hydrotermalne wysokich temperatur i okruchowe
(piaski i mułki kasyterytonośne). Najważniejsza ruda cyny.

Czernie manganowe (MnO

2

i pokrewne)

Piroluzyt

β-MnO

2

Końcowy produkt utlenienia minerałów manganu w środowiskach wodnych. Składnik złóż rud

manganu.

Psylomelan Minerał hydrotermalny i hipergeniczny. Podstawowy składnik złóż rud manganu.

klasa 6. WODOROTLENKI I TLENO-WODOROTLENKI

Gibbsyt (γ-A1[OH]

3

) - Częsty w klimacie tropikalnym i subtropikalnym. Składnik laterytów i boksytów. W niewielkich

ilościach powstaje jako produkt hydrotermalny niskich temperatur. Ważny składnik boksytów eksploatowanych jako kopalina
aluminium oraz jako surowiec dla przemysłu materiałów ogniotrwałych, ściernych i in.

Diaspor α-AlOOH -

Występuje wśród utworów kontaktowo-metasomatycznych i hydrotermalnych, a zwłaszcza w

przekrystalizowanych wapieniach. Składnik niektórych boksytów. Znany ze skał metamorficznych.

Goethyt - α-FeOOH - Produkt działalności hydrotermalnej najniższych temperatur. Pospolity produkt utlenienia minerałów
żelaza (czapy żelazne). W utworach osadowych tworzy złoża rud żelaza pochodzenia morskiego, jeziornego, bagiennego,
darniowego (niekiedy wraz z niebieską odmianą wiwianitu Fe

3

[PO

4

]

2

·8H

2

O). W Polsce goethyt jest pospolity.

Lepidokrokit γ-FeOOH Minerał hydrotermalny niskich temperatur. Pospolity, głównie jako niewielka domieszka w goethycie.

Limonit jest mieszaniną mineralną, której najistotniejszym składnikiem jest goethyt. Zawiera więcej H

2

O niż goethyt czy

lepidokrokit. Zwykłymi jego domieszkami są: kwarc, wiwianit, minerały ilaste i in.

Wyróżnia się:
- Limonit zbity powstający w środowisku morskim, jeziornym i w innych środowiskach hipergenicznych. Jego odmiany to:

o

ruda kuchowa - lokalna nazwa (okręg starachowicki) porowatego, słabo spojonego limonitu zawierającego pokaźne

ilości ziarn kwarcu, związanego z osadowymi skałami keloweju;

o

ruda skalista - lita, nieporowata odmiana żelaziaków brunatnych. Występują one wśród utworów piaszczystych

określanych jako piaski żelaziste.

- Ruda darniowa (ruda łąkowa) to limonit porowaty lub też luźna, sypka masa barwy brunatnej, miejscami przechodzącej w

czerwoną. Powstaje wskutek procesów biochemicznych i oksydacyjnych rozwijających się na podmokłych łąkach naszej
strefy klimatycznej.

- Ruda bagienna i ruda jeziorna to odmiany limonitu pokrewne rudzie darniowej, powstałe w jeziorach lub bagnach.

Rozpowszechnione w pomocnej Europie. Kilkumetrowej grubości złoże rudy jeziornej było ekspolatowane przez kopalnię
Boży Dar koło Wieniawy (na zachód od Radomia).

- Ochra to skała limonitowa zawierająca dużo minerałów ilastych, niekiedy zasobna w wodorotlenki manganu.
- Limonity żyłowe i włókniste występują w czapach żelaznych.

Znaczenie gospodarcze goethytowych rud żelaza (żelaziaków brunatnych) niemal zanikło po II wojnie światowej mimo, że są to
surowce przydatne pod względem technologicznym. Uległy konkurencji ekonomicznej rud magnetytowych i hematytowych.

Manganit γ-MnOOH - Minerał utworów hydrotermalnych niskich temperatur. Współwystępuje z innymi tlenkowymi
minerałami manganu i żelaza. Z technologicznego punktu widzenia manganit traktowany jest na równi z czerniami
manganowymi.

cykl ewaporacyjny

Ewaporaty są to skały utworzone w wyniku krystalizacji łatwo rozpuszczalnych soli - głównie chlorków, siarczanów, azotanów i
boranów pierwiastków alkalicznych i pierwiastków ziem alkalicznych. Skały te tworzą często ogromne pokłady, których
powstanie związane jest z izolowanymi basenami wodnymi oraz z silnym parowaniem (klimat gorący i suchy).

Z ważniejszych minerałów ewaporatowych wymienić należy:

gips

CaSO

4

· H

2

O

polihalit K

2

MgCa

2

(SO

4

)·2 H

2

O

kizeryt MgSO

4

·H

2

O

anhydryt CaSO

4

halit

NaCl

bischofit

MgCl

2

·6 H

2

O

sylwin

KCl

Wzorcowa krystalizacja ewaporatowa ma następujący przebieg: Najpierw krystalizuje kalcyt, następnie dolomit, później
siarczany takie jak gips czy anhydryt i inne. Następnie powstaje halit a na końcu sole potasowe. Jest to wzorcowy przebieg
procesu, ponieważ w warunkach naturalnych często zostaje on zaburzony, np. poprzez dopływ świeżych wód do zbiornika
ewaporacyjnego co zmienia stężenia składników zawartych w wodach i jednocześnie powoduje wspomniane wcześniej zmiany
kolejności krystalizacji. Nazwy skał ewaporatowch są pochodną składników z jakich skały są zbudowane. Mamy więc halityty,
anhydrytyty, karnalityty itd.

P.S. Złoża soli kamiennej (halit) w Bochni i Wieliczce nie są ewaporatami. Powstanie tych soli tłumaczy się modelem
orogeniczno-descenzyjnym (J. Liszkowski 1989) tj. przez zmieszanie stężonej solanki (wewnętrzna część zapadliska) z wodami
morskimi o normalnym zasoleniu (zewnętrzna część zapadliska)