MAKROSKOPOWE OZNACZENIE

MINERAŁÓW I SKAŁ MAGMOWYCH

Maciej
Troć

Poznań, luty – marzec 2007 rok

Cel i zakres zajęć

Celem zajęć jest przedstawienie właściwości

mechanicznych i optycznych minerałów skał

magmowych.

Podstawowym materiałem literaturowym,

na którym przygotowane zostały zajęcia w

zakresie makroskopowego rozpoznawania

skał to „Przewodnik do ćwiczeń z

geologii dynamicznej” pod redakcją

Jaroszewskiego W. (wydanie I-VI) lub

Roniewicza A. (wydanie VII, 1999 r.)

minerał – jest to pierwiastek, związek lub
jednorodna mieszanina pierwiastków lub
związków

chemicznych,

w

normalnych

warunkach

o

stałym

stanie

skupienia,

powstała w sposób naturalny, tj. bez ingerencji
człowieka, minerał w skorupie ziemskiej
występuje najczęściej nie pojedynczo, lecz w
zespołach

zwanych

skałami;

minerały

odgrywające znaczącą rolę w budowie
skorupy ziemskiej to minerały skałotwórcze;
skała – zespół różnych minenerałów (skały
wielomineralne – polimineralne, lub skały
jednomineralne - monomineralne);

Wyróżniamy trzy grupy skał różniące się genezą:

1.

Skały magmowe – powstałe wskutek zastygania stopu
krzemianowego, zwanego magmą lub lawą;

2.

Skały osadowe – powstałe w wyniku nagromadzenia się
elementów mineralnych i organicznych (produktów
niszczenia rożnego typu skał starszych, produktów
wytrącania

z

roztworów

wodnych,

produktów

działalności

organizmów)

w

postaci

osadu

na

powierzchni skorupy ziemskiej;

3.

Skały

metamorficzne

–

powstałe

w

wyniku

metamorfozy (przeobrażenia) starszych skał osadowych i
magmowych pod wpływem czynników działających w
głębi skorupy ziemskiej
skały krystaliczne – skały magmowe + skały
metamorficzne.

Budowa wewnętrzna minerałów:

Większość minerałów występuje w postaci kryształów.

Kryształ – jest to ciało stałe o prawidłowej budowie

wewnętrznej, tj. takie w którym atomy lub jony są
rozmieszczone prawidłowo, tworząc sieć przestrzenną
(krystaliczną). Krystalizacja odbywa się ze stopu lub
roztworu nasyconego.

Własności kryształów: anizotropowość, jednorodność

fizyczna i chemiczna, często prawidłowa postać
zewnętrzna.

Układy

krystalograficzne:

trójskośny,

jednoskośny,

rombowy, trygonalny, heksagonalny, tetragonalny,
regularny.

Kryształ

Anizotropowość

Układy krystalograficzne

Morfologia kryształów:

Elementami ograniczającymi kryształy są: ściany, krawędzie, naroża.
Elementami symetrii kryształów są: płaszczyzna symetrii, oś symetrii,

środek symetrii.

Pokrój kryształów:
- izometryczny – kryształ ma identyczne lub zbliżone wymiary w trzech

kierunkach;

- tabliczkowy – kryształ ma różne wymiary w trzech kierunkach;
- płytkowy – kryształ ma podobne wymiary w dwóch kierunkach, w

trzecim zaś wymiar wyraźnie mniejszy od dwóch poprzednich;

- listewkowy – kryształ ma różne wymiary w trzech kierunkach, przy

czym jeden wymiar znacznie przeważa nad pozostałymi;

- słupowy – kryształ ma podobne wymiary w dwóch kierunkach, w

trzecim zaś wymiar wyraźnie większy od dwóch poprzednich
(pręcikowy, igiełkowy, włóknisty)

Wykształcenie kryształów: wrosłe, narosłe.

Minerały wrosłe i narosłe

Pokrój

Rodzaje skupień

Własności fizyczne minerałów. Własności mechaniczne:

Łupliwość – jest to zdolność kryształów do pękania pod wpływem

uderzenia bądź nacisku na części ograniczone powierzchniami
płaskimi. Łupliwość może występować w jednym lub kilku
kierunkach. Łupliwość w zależności od stopnia wyrazistości
określamy jako: doskonałą, bardzo dobrą, wyraźną i
niewyraźną (słabą).

Niektóre minerały pod wpływem uderzenia lub nacisku pękają

wzdłuż słabo zaznaczających się, mniej więcej równoległych
powierzchni – własność tą nazywamy oddzielnością (np.
granaty).

Cechą braku łupliwości określamy mianem przełamu. Minerał pęka

w jakimś dowolnym kierunku wzdłuż powierzchni zupełnie
nieprawidłowych (np. kwarc). Przełam możemy określić jako
równy lub nierówny (muszlowy), ale również gładki,
zadziorowaty, haczykowaty.

.

Łupliwość i przełam

Rodzaje łupliwości

Własności

fizyczne

minerałów.

Własności mechaniczne:

Twardość – jest to opór jaki stawia minerał

rysującemu ostrzu. Twardość minerałów
określa się porównując ją do twardości
minerałów wzorcowych tworzących skalę
Mohsa.

Twardość określamy badając minerał w

stanie świeżym, nie zmienionym w wyniku
późniejszych

procesów,

np.

wietrzeniowych.

Twardość

Własności fizyczne minerałów. Własności
optyczne:

Barwa – minerały mają różnorodne barwy. Można

wydzielić dwie grupy: minerały barwne, czyli
mające stałą charakterystyczną dla siebie
barwę; minerały bezbarwne, czyli nie mające
charakterystycznej dla siebie barwy, albo
żadnej

barwy.

Zwykle

jednak

minerały

bezbarwne zawierają domieszki, które nadają
im zabarwienie (minerał zabarwiony).

Wielobarwność = pleochroizm (np. turmalin,

beryl).

Własności

fizyczne

minerałów.

Własności optyczne:

Rysa – barwę sproszkowanego minerału

nazywamy rysą. Za pomocą rysy można
odróżnić

minerał

barwny

od

zabarwionego. Minerały barwne mają rysę
barwną, zabarwione i bezbarwne - białą.

Przezroczystość – jest to zdolność do

przepuszczania

promieni

słonecznych

przez minerał.

Przezroczystość

Własności fizyczne minerałów. Własności
optyczne:

Połysk – jest to własność powierzchni minerału i

charakteryzuje

się

zdolnością

odbijania

promieni słonecznych. Rodzaje połysków są
następujące:

szklisty,

tłusty,

perłowy,

jedwabisty,

metaliczny,

diamentowy

(np.

cynober, sfaleryt, cyrkon).

Połysk diamentowy oraz silny połysk metaliczny,

które upodabniają powierzchnię minerału do
wyglądu lustra, bywają nazywane blaskiem
(blask diamentowy, blask metaliczny).

Minerały skałotwórcze:

Minerały skałotwórcze skał magmowych ze względu

na rolę w budowie tych skał można podzielić na:

-

minerały główne – będące podstawowymi
składnikami skał magmowych, decydującymi o
ich przynależności systematycznej;

-

minerały poboczne – występujące dość
powszechnie, lecz w bardzo niewielkich
ilościach, nie decydujące o przynależności
systematycznej danej skały;

-

minerały

akcesoryczne

–

występujące

sporadycznie, tylko w niektórych typach skał.

Minerały skałotwórcze:

-

minerały

główne

–

kwarc,

skalenie, pirokseny, amfibole, miki,
oliwiny, skaleniowce;

-

minerały poboczne – magnetyt,
hematyt, piryt, cyrkon;

-

minerały akcesoryczne – granaty,
turmaliny, chromit, beryl, korund.

Kwarc

(kwar=zgrzyt

starogermański,

kwardy=twardy słowiański)

kwarc



(>573

o

C) warunki magmowe, ściśle

związany z innymi minerałami, minerał wrosły;

kwarc



(<573

o

C) doskonale narosłe kryształy, na

ścianach próżni lub szczelin skalnych;

skład chemiczny: SiO

2

(drobne pęcherzyki gazów,

inkluzje cieczy, wrostki innych minerałów);

postać kryształów:



– układ heksagonalny,



–

układ

trygonalny,

(słup

heksagonalny,

zakończony piramidą);

pokrój kryształów:



– izometryczny,



– słupowy;

łupliwość: brak łupliwości, przełam muszlowy;
twardość: 7 (wzorcowa);

Kwarc

barwa:



– bezbarwny, szarawy, lekko niebieski,



–

bezbarwny, i wiele odmian zabarwionych;

rysa: biała;
połysk: szklisty, na powierzchni przełamu – tłusty;
wielkość kryształów:



– do centymetra,



– kilka

centymetrów do metra;

gęstość: 2,65 g/cm

3

;

odmiany:

kryształ

górski,

kwarc

mleczny,

zadymiony, morion, cytryn, krwawnik, ametyst,
(40 minerałów tworzy wrostki), awenturyn,
sokole oko, kocie oko, bawole oko, tygrysie oko,
kwarc

berłowy,

kwarc

gwiaździsty

(promienisty)

Skalenie

skład chemiczny: glinokrzemiany pierwiastków

alkalicznych: potasu, sodu i wapnia

-

skaleń potasowy K[AlSi

3

O

8

]

-

skaleń sodowy, albit Na[AlSi

3

O

8

];

-

skaleń wapniowy, anortyt Ca[Al

2

Si

2

O

8

];

Skalenie

tworzą

dwa

szeregi

kryształów

mieszanych:

-

skalenie alkaliczne (szereg skaleń potasowy –
albit) tj. mikroklin, ortoklaz, sanidyn, adular;

-

plagioklazy (szereg albit – anortyt) tj. albit,
oligoklaz,

andezyn

[plagioklazy

kwaśne],

lablador,

bytownit,

anortyt

[plagioklazy

zasadowe];

Skalenie

postać kryształów: plagioklazy – układ

trójskośny, skalenie potasowe – układ
jednoskośny;

pokrój

kryształów:

grubotabliczkowe,

rzadziej cienkotabliczkowe;

łupliwość: doskonała w jednym kierunku i

bardzo dobra w kierunku prostopadłym
do

poprzedniego

u

skaleni

jednoskośnych i prawie prostopadłym u
skaleni trójskośnych;

twardość: 6 (wzorcowa) ortoklaz;

Skalenie

barwa: białawy, szarawy, z odcieniem

niebieskawym lub zielonkawym, oraz od
żółtaworóżowego

do

czerwonego

(skalenie potasowe), amazonit – zielony
skaleń potasowy;

rysa: biała;
połysk: szklisty;
wielkość kryształów: od kilku centymetrów

do kilku metrów;

inne cechy: iryzacja światła, labradoryzacja.

Skaleniowce / skalenoidy

grupa obejmuje minerały o skaldzie

podobnym do skaleni alkalicznych,
lecz

różniących

się

mniejszą

zawartością krzemionki;

leucyt – układ regularny, 24-ścian

deltoidowy, pospolite w lawach i
popiołach

wulkanicznych

Wezuwiusza

analcym
nefelin ;

Miki (łyszczyki)
skład

chemiczny:

uwodnione

glinokrzemiany

potasu,

glinu

(muskowit), magnezu-żelaza (biotyt) i
innych;

postać kryształów: układ jednoskośny;
pokrój kryształów: płytkowy, przeważnie

cienkopłytkowy;

łupliwość: doskonała w jednym kierunku

zgodnie z największą powierzchnią
płytki;

twardość: 2-3;

Miki (łyszczyki)

barwa: muskowit – białawosrebrzysty,

biotyt

–

czarny,

w

warunkach

wietrzeniowych mosiężnozłotawe (kocie
złoto);

rysa: biała;
połysk: szklisty, metaliczny, nieco perłowy;
wielkość

kryształów:

od

ułamków

centymetrów kwadratowych do kilku
metrów kwadratowych;

inne cechy: znaczna sprężystość.

Amfibole (hornblenda)
skład chemiczny: uwodnione glinokrzemiany

żelaza, magnezu, wapnia i sodu;

postać kryształów: układ jednoskośny;
pokrój kryształów: słupkowy, długosłupowy;
łupliwość: doskonała zgodna ze ścianami

słupa, dwa systemy szczelin łupliwości,
przecinające się pod kątem 124

o

;

twardość: 5,5;
barwa: czarna;
połysk: szklisty;
wielkość kryształów: zwykle do 1 cm;

Pirokseny (augit)
skład chemiczny: bezwodny glinokrzemian

wapnia, magnezu, żelaza oraz glinu;

postać kryształów: układ jednoskośny;
pokrój kryształów: krótkosłupowy;
łupliwość: doskonała zgodna ze ścianami

słupa, dwa systemy szczelin łupliwości,
przecinające się pod kątem 87

o

;

twardość: 5,5-6,5;
barwa: czarna;
połysk: szklisty;
wielkość kryształów: małe, kilkumilimetrowe.

Oliwiny
skład

chemiczny:

bezwodne

krzemiany

magnezowo-żalazowe

(szereg

kryształów

mieszanych) Mg

2

[SiO

4

] forsteryt Fe

2

[SiO

4

]

fajalit, oliwin właściwy - chryzolit;

postać kryształów: układ rombowy (osobniki

wrosłe);

pokrój kryształów: krótkosłupowy nieraz prawie

izometryczny;

łupliwość: słaba, niekiedy niewyraźna oddzielność;
twardość: 6,5-7,0;
barwa: oliwkowozielona, lekko żółtawa;
połysk: szklisty;
wielkość kryształów: małe, do około 0,5 cm.

Minerały poboczne.
Magnetyt – grupa minerałów spinele
skład chemiczny: spinel żelazawo-żalazawy

FeO

.

Fe

2

O

3

lub Fe

3

O

4

;

postać

kryształów:

układ

regularny

(ośmiościany);

pokrój kryształów: bardzo małe kryształy,

niewidoczne makroskopowo;

twardość: 5,5-6,0;
barwa: czarna;
połysk: szklisty;
inne cechy: czarna barwa magnetytu wpływa na

zabarwienie niektórych skał np. bazaltu.

Minerały poboczne.
Hematyt
skład chemiczny: Fe

2

O

3

;

postać kryształów: układ trygonalny;
pokrój kryształów: bardzo małe kryształy,

niewidoczne makroskopowo;

barwa: czarny, stalowoszary;
połysk: metaliczny;
inne cechy: barwi skały lub minerały na

różowawo lub czerwonawo np. skalenie
potasowe.

Minerały poboczne.
Piryt
skład chemiczny: FeS

2

;

postać kryształów: układ regularny (sześcian);
pokrój

kryształów:

sześcian,

dwunastościan

pięciokątny (pirytoedr) ;

twardość: 6,0;
barwa: mosiężna;

rysa: smoliście czarna

połysk: metaliczny;
inne cechy: prążkowanie ścian, zbrużdżenie ścian,

szybko się utlenia, produktami wietrzenia są
uwodnione tlenki i wodorotlenki żelaza
trójwartościowego nazywane limonitem.

Minerały poboczne.
Cyrkon
skład chemiczny: ZrSiO

4

;

postać kryształów: układ tetragonalny;
pokrój

kryształów:

słupy

zakończone

piramidami ;

twardość: 7,5;
barwa: miodowo-złociście, brunatnawo;
rysa: smoliście czarna
łupliwość: brak
połysk: szklisty, metaliczny przechodzący w

blask diamentowy;

inne cechy: duża gęstość 4,5 g/cm

3

.

Minerały akcesoryczne.
Granaty
skład chemiczny: krzemiany metali dwuwartościowych

– wapnia, magnezu, żelaza, manganu oraz
trójwartościowych – żelaza, glinu, chromu;
największe znaczenie mają granaty zwyczajne –
kryształy mieszane piropu i almandynu (Mg,
Fe)

3

Al[SiO

4

]

3

(grossular, spessartyn, uwarowit);

postać kryształów: układ regularny;
pokrój

kryształów:

dwunastościan

rombowy

-

granatoedr;

twardość: 7,0;
barwa: czerwona, krwistoczerowna, brunatnawo;
łupliwość: brak, oddzielność;
połysk: szklisty;

Minerały akcesoryczne.
Turmaliny
skład chemiczny: uwodnione borokrzemiany metali

żelaza, glinu, magnezu, wapnia, sodu i litu, rolę
skałotwórczą ma szerlit (schorl);

postać kryształów: układ trygonalny;
pokrój kryształów: słupowy, długosłupowy;
twardość: 7,0;
barwa: czarna;
łupliwość: brak;
połysk: szklisty;
inne cechy: charakterystyczne prążkowanie ścian

słupa zgodnie z ich wydłużeniem.

Minerały akcesoryczne.
Beryl
skład chemiczny: krzemian glinu i berylu

Be

3

Al

2

[Si

6

O

18

];

postać kryształów: układ heksagonalny;
pokrój kryształów: wydłużone słupy;
twardość: 7,5-8;
barwa: bezbarwny, zabarwiony na szarawo,

żółtawo,

zielonawo

(szmaragdy)

błękitno-zielony (akwamaryn);

łupliwość: zazwyczaj brak;
połysk: szklisty.

Minerały akcesoryczne.
Korund
skład chemiczny: Al

2

O

3

;

postać kryształów: układ heksagonalny;
pokrój kryształów: słupy;
twardość: 9,0 (wzorcowa);
barwa: bezbarwny, białawy, szary, do czarnych,

błękitny (szafir), kwisto-czerwony (rubin);

łupliwość: niewyraźna łupliwość;
połysk: szklisty, wpadający w tłusty i jedwabisty;
inne cechy: asteryzm (gwiazdkowatość) sześć

jasnych pasów, zbieżnych gwiaździsto w osi
pionowej kryształu.

Budowa wewnętrzna skał magmowych nazywamy

sposób wykształcenia, ułożenia i rozmieszczenia
składników w skale.

Struktura – jest to sposób wykształcenia składników

skały.

pod względem stopnia krystaliczności:
Holokrystaliczna (pełnokrystatliczna) – wszystkie

składniki są wykrystalizowane (skały głębinowe,
żyłowe);

Szklista (hialinowa, niekrystaliczna) – bezpostaciowa

substancja mineralna, zwana szkliwem (zgęstniały
stop krzemianowy) (skały wylewne);

Hipokrystaliczna (częściowo krystaliczna) – część

składników jest wykształcona w postaci kryształów,
obok których występuje szkliwo (skały wulkaniczne);

pod względem wielkości składników:
Fanerokrystaliczna (jawnokrystaliczna) – wszystkie

składniki są wykrystalizowane w postaci dużych
kryształów >0,1 mm (skały plutoniczne, żyłowe);

Struktura równoziarnista: gruboziarnista (>5 mm);

średniozarnista (2-5 mm), drobnoziarnista (<2 mm);

Struktura

nierównoziarnista:

porfirowate,

fanerokrystaliczno-porfirowe;

Afanitowe (niewidocznokrystaliczna) – nie można

makroskopowa

dostrzec

kryształów,

pod

mikroskopem widać, że skała składa się z drobnych
kryształów i/lub szkliwa (skały wulkaniczne);

Porfirowe – kryształy (fenokryształy, prakryształy)

rozrzucone w masie o strukturze afanitowej (tło
skalne, ciasto skalne);

Struktura równozirnista oraz porfirowata

Struktura fanerokrystaliczno-porfirowa oraz porfirowa

Struktura – jest to sposób wykształcenia

składników skały.

stopień

automorfizmu

czyli

stopień

osiągnięcia własnej postaci kryształów:

Kryształy automorficzne (idiomorficzne,

euhedralne, własnoksztłtne);

Kryształy

hipautomorficzne

(hipidiomorficzne, subhedralne, na wpół
własnokształtne);

Kryształy

ksenomorficzne

(allotriomorficzne,

anhedralne,

obcokształtne).

Stopnie automorfizmu

Stopnie automorfizmu

struktury specjalne:
Pismowa – kryształy skalenia alkalicznego są

poprzerastane

licznymi

prawidłowo

zorientowanymi wrostkami kwarcu;

Poikilitowa – duże kryształy jednych minerałów są

przetkane

drobnymi

różnie

zorientowanymi

kryształami innych minerałów;

Ofitowa – automorficzne, silne wydłużone kryształy

plagioklazów są rozmieszczone bezładnie w masie
większych, ksenomorficznych ziarn piroksenu
(diabazy);

Intersertalna – automorficzne, silne wydłużone

kryształy plagioklazów są rozmieszczone bezładnie
w masie większych, ksenomorficznych ziarn
piroksenu i szkliwa (doleryty);

Struktura pismowa

Struktura poikilitowa

Struktura ofitowa

Tekstura – jest to sposób ułożenia i rozmieszczenia

składników w skale.

od sposobu ułożenia składników:
Bezładna – wszystkie składniki są rozmieszczone i ułożone

zupełnie przypadkowo;

Uporządkowana – rozmieszczenie i ułożenie składników

wykazuje pewną regularność;

Tekstury równolegle – składniki o płaskich lub wydłużonych

kształtach są ułożone w przybliżeniu równolegle:

-

tekstury linijne (liniowo-równoległe) tj. równoległe
ułożenie wydłużonych kryształów lub wrzecionowatych
agregatów mineralnych (lineacja);

-

tekstury płaskie (płasko-równoległe) tj. równoległe
ułożenie minerałów blaszkowych i tabliczkowych lub
płaskich agregatów mineralnych (foliacja);

Tekstury kuliste: sferolityczne i sferoidalne.

Tekstury fluidalne

Tekstury kuliste

Tekstura – jest to sposób ułożenia i

rozmieszczenia składników w skale.

od stopnia wypełnienia przestrzeni skalnej:
Zbita (masywna) – minerały wypełniają ściśle całą

przestrzeń zajętą przez skałę;

Porowata – pomiędzy składnikami występują

wolne miejsca;

-

tekstury miarolityczne pozostałe po gazach
pory są ograniczone ścianami kryształów, są
kanciaste (miarole);

-

tekstura

pęcherzykowata

pozostałe

po

gazach pory mają kształty kuliste, elipsoidalne;

Tekstury gąbczaste i migdałowcowe;

Tekstury porowate

Tekstura migdałowcowa

Facje skał magmowych

Klasyfikacja

skał

magmowych

pod

względem

warunków

występowania:

plutoniczne

(głębinowe),

wulkaniczne,

żyłowe

Facje

skał

magmowych:

wylewne

(ekstruzywne, efuzywne), subwulkaniczne
(do 1 km), hipabysalne (ok. 1 km i nieco
więcej), mezoabysalne (3-4 km), abysalne
(10-15 km).

Klasyfikacja

skał

magmowych

pod

względem składu mineralnego: kwaśne,
obojętne, zasadowe.

Uproszczony podział skał plutonicznych

Uproszczona klasyfikacja skał magmowych