1

Klasyfikacja i właściwości fizyczne, skład chemiczny

minerałów

Minerał  najmniejsza jednostka geologiczna, z której zbudowana jest

skorupa ziemska, powstała w sposób naturalny, związek chemiczny,

mieszanina pierwiastków lub związków chemicznych występujących w

określonym stanie skupienia.

Minerały występujące w przyrodzie można podzielić na:

- bezpostaciowe (amorficzne)  ciecze, szkliwa, koloidy (żele),
- krystaliczne  prawidłowa budowa wewnętrzna, ułożenie atomów,

jonów i cząsteczek w postaci sieci krystalicznej

Minerały tworzą określone prawidłowości – układy krystalograficzne:

regularny, rombowy, jednoskośny, trójskośny, heksagonalny, trygonalny,

tetragonalny

Właściwości minerałów (fizyczne i chemiczne)

1.

Właściwości fizyczne:



barwa 

zależy od składu chemicznego minerału lub od budowy

wewnętrznej

Wyróżniamy minerały:



bezbarwne 

nie maja dla siebie charakterystycznej barwy, bądź

też nie mają żadnej barwy (np. halit, kryształ górski)



barwne 

(mają własną barwę – cecha stała; czarna (magnetyt),

czerwona (cynober), zielona (malachit), ciemnoniebieski (azuryt),

niebieska (turkus)



zabarwione 

zawieraj a domieszki które nadają im zabarwienie;

w zależności od domieszki mogą być zabarwione na żółto

(cytryn), szary (kwarc zadymiony), biały (kwarc mleczny),

fioletowy (ametyst)

2



rysa 

jest to barwa proszku jaki uzyskamy przy potarciu minerału o

płytkę porcelanową bądź poprzez zarysowanie przedmiotem

twardszym.

Robiąc rysę możemy rozróżnić minerał barwny od zabarwionego.

Minerały barwne maja rysę barwną, barwa może być identyczna z

barwa samego minerału (np. malachit, galena, magnetyt). Są tez

wyjątki: hematyt - rysa wiśniowa

Minerały zabarwione mają rysę białą lub szarą.



połysk  jest to właściwość powierzchni minerału

Wyróżniamy następujące rodzaje połysku:



metaliczny 

minerały nieprzezroczyste, intensywnie zabarwiona

rysa (galena, złoto, srebro, piryt, chalkopiryt)



półmetaliczny  podobny do metalicznego ale nieco słabszy,

jaśniejsza rysa (hematyt, magnetyt, cynober)



niemetaliczny  dzielimy na:

-

szkli

sty (wygląda jak powierzchnia szklana)

-

tłusty (jak blask tłustej powierzchni)

-

matowy (ziemisty)

-

ziemisty (zwyczajny)

-

diamentowy

-

perłowy

-

jedwabisty



spójność  jest to sposób reakcji minerałów na działanie czynników

mechanicznych (siły odkształtujące) zaginanie, kłucie, zgniatanie itd.

Ze względu na spójność wyróżniamy minerały:



sprężyste - mają zdolność powrotu do postaci pierwotnej

(np. muskowit, biotyt)



giętkie - nie wracają do poprzedniej postaci (np. kaolinit, talk)



kruche -

nie dają się odkształcić, ulęgają rozdrobnieniu

3



włókniste (strugalne) - rozpad na włókna (np. miedź rodzima)



kowalne -

ulęgają spłaszczeniu na cienkie blaszki, podatne na

walcowanie (np. złoto, srebro)



łagodne - nie rozpryskują się w czasie skrobania (np. grafit)



przezr

oczystość  zdolność przepuszczania światła

Wyróżniamy minerały:



przezroczyste



nieprzezroczyste



łupliwość  zdolność kryształów i ciał krystalicznych do rozłupywania

się pod wpływem czynników mechanicznych wzdłuż płaskich

powierzchni (płaszczyzn łupliwości)

Wyróżniamy następujące rodzaje łupliwości:



doskonała - minerał daje się rozłupać na cienkie i gładkie blaszki

(np. kalcyt, mika, gips, halit)



wyraźna - powstają części drobniejsze (skalenie, aragonit,

malachit)



dokładna - płaszczyzny są gładkie, lecz minerał trudniej się łupie

(anhydryt, topaz, korund)

Podczas rozłupywania mogą powstawać nierównomierne, nieforemne

powierzchnie 

przełam minerałów

Zależnie od wyglądu powierzchni wyróżniamy przełamy: muszlowy,

haczykowaty, równy, nierówny (chropowaty)

4



twardość  opór minerału na nacisk – zarysowanie (ocena na

podstawie łatwości zarysowania powierzchni minerałów)

Jako skale porównawczą stosuje się zestaw 10 minerałów o

wzrastającej twardości – skala Mohsa

Skala Mohsa

Skala twardości

(1

o

)

talk 

rysuje się paznokciem

(2

o

)

gips 

rysuje się paznokciem

(3

o

)

kalcyt 

można zarysować metalowym przedmiotem

(4

o

)

fluoryt 

można zarysować metalowym przedmiotem

(5

o

)

apatyt 

można zarysować metalowym przedmiotem

(6

o

)

ortoklaz 

rysuje szkło

(7

o

)

kwarc 

rysuje szkło

(8

o

)

topaz 

przecina szkło

(9

o

)

korund 

przecina szkło

(10

o

)

diament 

przecina szkło



gęstość  stosunek masy próbki materiału [g] do objętości [cm

3

]

Ze względu na gęstość minerały można podzielić na: lekkie, średnio

ciężkie, ciężkie i bardzo ciężkie



inne właściwości fizyczne minerałów: zapach, smak, magnetyzm,

opalizację, przewodnictwo elektryczne, radioaktywność

5

2.

Właściwości chemiczne:

Podział minerałów na podstawie składu chemicznego:



pierwiastki rodzime

(np. złoto, siarka, srebro, platyna, rtęć , bizmut,

węgiel C dwie odmiany - grafit i diament)



siarczki związki pokrewne – należą tu minerały będące beztlenowymi

związkami metali z np. siarką, selenem, arsenem, bizmutem (np. piryt

FeS

2

, galena PbS, sfaleryt ZnS, molibdenit MoS, cynober HgS)



chlorki i związki pokrewne (fluorki, bromki, jodki); najważniejsze z

nich to: halit NaCl, sole potasowe sylwin KCl, fluoryt CaF

2

,



tlenki i wodorotlenki (kwarc SiO

2

, hematyt Fe

2

O

3

, magnetyt Fe

3

O

4

,

korund Al

2

O

3

, chalcedon SiO

2

)



sole kwasów tlenowych – wyróżniamy grupy:



krzemiany (np. pirokseny, oliwiny)



glinokrzemiany (np. kaolinit, albit, muskowit)



węglany (np. kalcyt, dolomit, magnezyt)



siarczany (np. gips, baryt, kizeryt)



fosforany (np. apatyt, wiwianit)



azotany (saletra sodowa (chilijska), saletra potasowa (indyjska)



borany (boraks rodzimy)



związki organiczne (bursztyn i ozokeryt czyli wosk ziemny)

6

MINERAŁY



pierwotne 

powstają przez krystalizacje z magmy, roztworów

pomagmowych lub gazów i par związanych z magmą



wtórne  powstają w wyniku przeobrażenia minerałów pierwotnych



pochodzenia organicznego 

powstają na skutek działalności

roślin i zwierząt



endogeniczne 

powstały z wykorzystania energii wnętrza ziemi w

procesach krystalizacji magmy



egzogeniczne 

powstałe w wyniku energii zewnętrznej –

słonecznej (zmiany temp, wiatry, parowanie wody)

Minerały skał magmowych

(Minerały te krystalizują się bezpośrednio z magmy i stanowią podstawowe
składniki skał magmowych)



kwarc SiO

2

Cechy:

- bezbarwny (kryształ górski) lub zabarwiony np. szary – kwarc

dymny; złocistożółty – cytryn; fioletowy – ametyst; biały – mleczny;
czarny

– morion;

- połysk szklisty, na przełamie tłusty
- twardość 7
- przełam muszlowy
- rysa biała
- kruchy, niełupny (brak łupliwości)
- odporny na wietrzenie chemiczne i fizyczne
- nie reaguje z kwasami (za wyjątkiem HF - kw. fluorowodorowego)

7



Skalenie (ortoklaz, plagioklazy [albit, anortyt])

Glinokrzemiany potasu, sodu i wapnia, niekiedy baru, głównie z różnymi
domieszkami Li, Cs. Dzielimy je na:

 potasowo-sodowe (alkaliczne)
 sodowo-wapniowe zwane plagioklazami

Cechy:

- twardość 6-6,5
- połysk szklisty
- łupliwość doskonała - dwukierunkowa
- barwa jasna, białe, szarawe, czerwonawe od domieszek Fe

2

O

- podatne na wietrzenie chemiczne

 skalenie potasowo-sodowe (alkaliczne) (K,Na) [AlSi

3

O

8

] stanowią

prawie polowe skaleni występujących w skałach magmowych, zaliczane
do skaleni kwaśnych (zaw. SiO

2

), najpopularniejsze to:



ortoklaz  K[AlSi

3

O

8

]



mikroklin  (K, Na) [AlSi

3

O

8

] odmiana ortoklazu

 sodowo-wapniowe zwane plagioklazami



albit Na[AlSi

3

O

8

]



anortyt Ca[Al

2

Si

2

O

8

]

W zależności od % zawartości anortytu w cząsteczce plagioklazu wyróżnia
się minerały: albit (0-10% anortytu), oligoklaz (10-30%), andezyt (30-50%),
labrador (50-70%), bytownit (70-90%) i anortyt (90-100%).
Wraz ze wzrost

em % zawartości anortytu w cząsteczce plagioklazu

zmniejsza się ilość SiO

2

(są bardziej zasadowe) (tzn. zawierające do 30%

anortytu 

kwaśne, 70-100%  zasadowe, 30-70%  obojętne)



Łyszczyki = miki (biotyt i muskowit)

Glinokrzemiany warstwowe zawierające różne kationy metali

Cechy:

- twardość 2-3
- łupliwość doskonała jednokierunkowa
- minerały sprężyste
- połysk lekko perłowy
- barwa biała, szara, żółtawa, brunatna, ciemnozielona
- tworzą skupienia blaszkowate, łuskowate, zbite



biotyt K(Mg,Fe,Mn)(OH)

2

[AlSi

3

O

10

] - mika czarna



muskowit

KAl

2

(OH)

2

[AlSi

3

O

10

]

-

mika

potasowo-glinowa,

bezbarwna, biała, zaw. domieszki, trudno wietrzeje chemicznie

8



Amfibole (hornblendy)

Grupa krzemianów Ca, Mg, Fe, Al, Na zawierających kationy metali

Cechy:

- twardość 5-6
- minerały barwne: szare, zielone, czarne, ciemnobrunatne
- łupliwość dwukierunkowa
- połysk szklisty
- tworzą skupienia ziarniste i zbite

Hornblendy np.: zwyczajna, bazaltowa



hornblenda zwyczajna sole kwasu (H

2

SiO

3

), ciemna barwa, pokrój

słupkowy kryształów, łatwo wietrzeje chemicznie



Pirokseny

Krzemiany i glinokrzemiany zawierające w swym składzie np. Ca, Mg, Fe,
Na, Al, Ni
Cechy:

- twardość 5-6
- łupliwość dwukierunkowa
- połysk szklisty, jedwabisty, półmetaliczny
- barwa szara, zielona, brunatna, czarna
- rysa szara, zielona, czarna
- łatwo wietrzeją chemicznie



diallag

– zielonawoszary, brunatny, składnik skał klasy gabra



augit

– barwa czarna, brunatna



Oliwiny (Mg,Fe)

2

[SiO

4

]

Krzemiany wyspowe (ortokrzemiany), których skrajnymi ogniwami są
forsteryt Mg

2

[SiO

4

] i fajalit Fe

2

[SiO

4

]; Zawiera

ją domieszki tj. Mn, Al., Ca, Ni

Cechy:

- twardość 6,5-7
- barwa oliwkowozielona
- połysk szklisty, na przełamie tłusty
- wyraźna łupliwość
- przełam muszlowy
- mało odporne chemicznie

9

Minerały magmowe poboczne i akcesoryczne (dodatkowe)

Minerały te powstają z minerałami głównymi podczas krystalizacji magmy.
Te, które występują w skałach w mniejszych ilościach to są poboczne a te, co
pojawiają się sporadycznie (w pewnych typach skał) bądź w ogóle to
akcesoryczne (dodatkowe).

Minerały poboczne



apatyt Ca

5

[(F,Cl,OH)(PO

4

)]

3

– bezwodne fosforany wapnia: apatyt

fluorowy, chlorowy, hydroksylowy.

Cechy:

- twardość 5
- barwa: szare, białe, brunatne; rysa biała lub szara
- łupliwość niewyraźna
- połysk szklisty
- główne źródło do produkcji nawozów fosforowych



magnetyt Fe

3

O

4

tlenek

żelazawo-żelazawy

Cechy:

- twardość 5,5-6
- barwa żelazistoczarna, szara; rysa czarna
- połysk półmetaliczny
- właściwości magnetyczne
- łatwo rozpuszcza się w HCl
- odporny na wietrzenie chemiczne



hematyt Fe

2

O

3

tlenek żelazowy o układzie trygonalnym

Cechy:

- twardość 5-6
- barwa: czerwona, żelazistoczarna; rysa barwna
- połysk metaliczny, ziemisty lub matowy
- niełupliwy, kruchy o przełamie muszlowym



piryt FeS

2

siarczek żelazawy

Cechy:

- twardość 6-6,5
- barwa: żółtobrązowa; rysa czarna, nieprzezroczysty
- przełam muszlowy
- połysk metaliczny
- niewielkie cechy magnetyczne

10

Minerały akcesoryczne:



granaty (Ca,Mg,Fe)Al

2

(SiO

4

)

3

krzemiany wyspowe (np. pirop, almadyn,

grossular, spessartyn, uwarowit, calderyt)

Cechy:

- twardość 6,5-7,5
- barwa: czerwona, brunatna
- połysk szklisty, tłusty
- przełam muszlowy, ziarnisty
- łupliwość niewyraźna



galena

PbS siarczek ołowiu z domieszką np. Ag, Zn, Fe, Bi

Cechy:

- twardość 2,5-3
- połysk metaliczny
- barwa: ołowianoszara, czarna; rysa ciemnoszara, czarna
- łupliwość doskonała
- najpospolitszy minerał ołowiu



chalkopiryt Cu

2

S Fe

2

S

3

- siarczek miedziawo-

żelazowy z domieszką

Ag, Au



Cechy:

- twardość 3,5-4
- połysk metaliczny
- barwa mosiężnożółta z odcieniem zielonawym



fluoryt CaF

2

fluorek wapnia

Cechy:

- twardość 4
- połysk szklisty
- barwa: żółta, zielona, fioletowa, może być bezbarwny
- łupliwość doskonała
- najbardziej rozpowszechniony minerał fluoru

inne



korund



sfaleryt



magnezyt



malachit



synderyt

11

Minerały skał osadowych



opal SiO

2

nH

2

O dwutlenek krzemu

Cechy:

- twardość 5,5-6,5
- bezpostaciowy, nie tworzy kryształów, żel krzemionkowy
- bezbarwny lub zabarwiony (żółty, zielony, różowy)
- opalizuje
- połysk szklisty
- rysa biała



chalcedon SiO

2

skrystalizowana odmiana kwarcu, w zależności od

zabarwienia są różne nazwy: zielony – chryzopraz, prążkowany – agat,

Cechy:

- twardość 6
- połysk matowy
- rysa biała



getyt Fe

2

O

3

H

2

O uwodniony tlenek żelazowy

Cechy:

- twardość 5-5,5
- barwa brunatna, żółtawa
- połysk metaliczny, diamentowy



hydrogetyt (limonit) Fe

2

O

3

3H

2

O

Cechy:

- twardość zmienna w zależności od stanu fizycznego
- barwa brunatna z żółtawym odcieniem: rysa brunatna



kalcyt CaCO

3

węglan wapniowy zaw. domieszki Mn, Fe, Zn, Co, Pb

Cechy:

- twardość 3
- bezbarwny, biały, zabarwiony na żółto; rysa biała
- połysk szklisty, matowy
- kruchy
- łupliwość doskonała
- reaguje z HCl burzliwie wydzielając CO

2

- wyst. w skupieniach ziarnistych, włóknistych, naciekowych

(stalaktyty, stalagmity)

- główny składnik skał osadowych wapiennych

12



dolomit CaMg (CO

3

)

2

węglan wapniowo-magnezowy zaw. Fe, Mn, Pb

Cechy:

- twardość 3,5-4
- barwa: szarobiała, żółtawa
- połysk szklisty, perłowy
- kruchy
- łupliwość doskonała;



syderyt FeCO

3

węglan żelazawy, zawierający domieszki Ca, Mg, Mn

Cechy:

- twardość 3,5-4,5
- barwa żółtoszary, brunatny
- połysk szklisty, perłowy
- łupliwość doskonała



magnezyt MgCO

3

węglan magnezu

Cechy:

- twardość 4-4,5
- połysk szklisty
- barwa biała z żółtawym lub szarawym odcieniem; biała rysa
- łupliwość bardzo dobra



gips CaSO

4

2H

2

O -uwodniony siarczan wapnia

Cechy:

- twardość 1,5-2
- bezbarwny, biały lub szary
- połysk szklisty, perłowy
- łupliwość doskonała
- występuje w postaci zbitej - alabaster



hydrargilit Al(OH)

3

(gibbsyt) wodorotlenek glinowy zaw. Si, Fe, Mg.

Cechy:

- twardość 2,5-3,5
- połysk szklisty, perło wy
- barwa: biała, jasnoszara, zielonkawa
- ulega działaniu HCl



halit

NaCl chlorek sodu (sól kuchenna) Ca, Mg, K

Cechy:

- twardość 2
- bezbarwny, czasem zabarwiony: żółto, niebiesko; rysa biała
- połysk szklisty
- kruchy
- smak słony
- występuje w złożach solnych: Inowrocław, Bochnia,

Wieliczka

13



sylwin

KCl chlorek potasu z domieszką Na, Mg, Cs

Cechy:

- twardość 1,5-2
- bezbarwny, żółtawy, różowy
- połysk szklisty
- smak słonogorzki



wiwianit Fe

3

(PO

4

)

2

8H

2

O uwodniony fosforan żelazawy zawierający

domieszki Fe, Ca, Mg, Mn

Cechy:

- twardość 1,5-2
- powstaje w środowisku ubogim w tlen

Minerały wtórne ilaste:
Stanowią grupę minerałów należących do krzemianów pakietowych, które
maja specyficzne właściwości fizyczne (zdolność do pęcznienia) i
fizykochemiczne (zdolność do wymiany kationów ze środowiskiem), Są
głównym składnikiem skał ilastych.



kaolinit Al

4

(OH)

8

[Si

4

O

10

] lub Al

2

O

3

2SiO

2

2H

2

O

Cechy:

- pakiet dwuwarstwowy typ 1:1
- powstaje w procesie kaolinityzacji
- twardość 2-2,5
- połysk ziemisty, szklisty
- barwa biała, zielonkawa; rysa biała
- łupliwość doskonała jednokierunkowa



illit (K,H

3

O)

2

Al

3

(Fe,Mg)[AlSi

7

O

20

](OH)

4

Cechy:

- pakiet trójwarstwowy 2:1
- twardość 1-2
- barwa biała, szarą, brunatną; rysa biała
- połysk perłowy



montmorylonit

Cechy:

- pakiet trójwarstwowy 2:1
- twardość 1-2
- barwa biała, zielonkawa, żółta, czerwonobrunatna
- połysk ziemisty
- kurczliwe, plastyczne

14

Minerały skał metamorficznych



talk Mg

3

(OH)

2

[Si

4

O

10

] uwodniony krzemian magnezu (pakiet 2:1)

Cechy:

- twardość 1
- barwa biała, zielona, brunatna
- łupliwość doskonała
- w dotyku tłusty



chloryt (Mg,Fe,Al)

6

[(OH)

8

(Al,Si)

4

O

10

] - uwodnione krzemiany pakietowe

Cechy:

- twardość 2-3
- barwa butelkowozielona, czarny; rysa zielona
- łupliwość doskonała jednokierunkowa



serpentyn

(serpentyn płytkowy, włóknisty)

Cechy:

- twardość 2-3,5
- barwa biały, ciemno zielony
- połysk szklisty, jedwabisty
- łupliwość doskonała



grafit C

Cechy:

- twardość 1
- barwa czarny, stalowoszary
- połysk metaliczny, matowy
-



cyjanit Al

2

SiO

5

(dysten) krzemian glinowy

Cechy:

- twardość
- barwa: niebieski, biały, szary
- połysk szklisty, perłowy
- odporny na wietrzenie