Minerały skałotwórcze skał magmowych .

Typy skał :

• Magmowe

• Osadowe

• Metamorficzne

Skały magmowe:

• Głębinowe (plutoniczne)

• Wylewne (wulkaniczne)

• Subwulkaniczne

Skały magmowe -Typy intruzji

Ze względu na sposób występowania intruzji względem skał otaczających wyróżniamy :

1. Intruzje zgodne

• Sille- pokładowe formy równoległe przebiegające względem ławic skał otaczających

• Lakolity- intruzje wykształcone w formie grzyba, którego cześć górna (kapelusz) przebiega równolegle względem Ławic skał otaczających

• Lopolity- intruzje wykształcone w formie grzyba z odwróconym kapeluszem.

1. Intruzje niezgodne

• Dajki- formy poprzecznie tnące skały otaczające

• Batolity- potężne, niekształtne intruzje, często o nieznanych strefach korzennych

• Apofizy- odgałęzienia batolitów, stanowią najczęściej końcowe produkty krystalizacji magmy; bardzo często w składzie mineralnym występują duże ilości minerałów rzadko występujących, także minerałów rudnych.

Magma

Ognisto-płynny, wieloskładnikowy stop krzemianowy, zbudowany w różnych proporcjach z fazy stałej (zawieszone kryształy), ciekłej i gazowej, znajdującej się pod określonymi warunkami T-p w głębi Ziemi.

Obniżanie temperatury i ciśnienia prowadzi do wydostania się magmy ku powierzchni skorupy ziemskiej i powoduje krystalizację różnych minerałów wg. Ściśle określonego porządku (szeregi reakcyjne Bowena).

Szeregi reakcyjne Bowena – przedstawiają kolejności krystalizacji minerałów magmowych wraz ze zmieniającymi się ( malejącymi) wartościami temperatur i ciśnienia. Minerały te tworzą dwa ciągi, które odznaczają się tym, że każdy następny w szeregu minerał może powstać w miejsce poprzednio utworzonego …

Powstawanie minerałów

Minerały skałotwórcze skał magmowych tworzą się w wyniku procesów różnicowania się magmy (tzw. Dyferencjacji)

Wywołują je następujące czynniki:

• Likwacja, czyli odmieszanie się składników stopu pierwotnego;

• Frakcyjna krystalizacja, czyli kolejne wydzielanie się kryształów ze stopu;

• Konwekcja (unoszenie) przy udziale składników lotnych;

• Dyfuzja termiczna (przenikanie);

• Asymilacja (wchłanianie).

Likwacja – polega na odmieszaniu się od magmy krzemianowej magm o charakterze siarczkowym lub tlenkowym, wskutek tego w niektórych skałach magmowych dochodzi do powstania złóż siarczkowych (kobalt, nikiel, żelazo) lub tlenkowych – magnetytu.

Frakcyjna krystalizacja- powstające minerały oddzielają się od stopu pod wpływem siły ciężkości
(dyferencjacja grawitacyjna). Składniki cięższe gromadzone są w spągowych częściach zbiornika (Fe, Ca) ,
a lżejsza (Na, K, SiO2) w stropowych częściach.

Konwekcja- zachodzi, gdy magma jest zasobna w składniki lotne; powoduje to wytworzenie dużych ciśnień i dążność składników lotnych do ruchu ku górze z równoczesnym wynoszeniem minerałów już wykrystalizowanych.

Dyfuzja termiczna – powolny ruch jonów w stopie magmowym wynikający z różnicy temperatur między gorącym wnętrzem a chłodniejszymi obrzeżami zbiornika magmowego ( efekt Soreta) – wpływ raczej niewielki na proces różnicowania się magmy.

Asymilacja- polega na różnicowaniu się chemizmu magmy wskutek pochłaniania a następnie przetapiania różnej wielkości fragmentów skalnych z utworów występujących w otoczeniu zbiornika magmowego.

Np. magma kwaśna, bogata w krzemionkę, Na, K pochłonie z otoczenia fragmenty skalne np. wapieni to magma zmienia swój chemizm , z kwaśnej staje się obojętna , a niekiedy nawet zasadowa. Następuje proces desylifikacji. Bywają również przypadki odwrotne, kiedy magma zasadowa tzn. uboga w krzemionkę a bogata w wapń i magnez pochłania z otoczenia skały bogate w krzemionkę- piaskowce , kwarcyty, stając się magmą obojętna lub nawet kwaśna, następuje proces sylifikacji magmy.

Minerały skałotwórcze skał magmowych- podział:

Pod względem genetycznym wyróżnia się minerały :

• Pierwotne – krystalizują z magmy;

• Wtórne – są produktami późniejszych procesów , w których główną rolę ogrywają gazy ciekłe i resztkowe składniki magmy (składniki pneumatolityczne i hydrotermalne).

Według roli, jaką odgrywają minerały w skałach magmowych, dzieli się je na :

• Główne- podstawowe składniki skały , występujące w ilości > 10% wag. Od ich paragenezy zależy stanowisko systematyczne danej skały;

• Poboczne – występują obok składników głównych, jednak w znacznie mniejszych ilościach (kilka %); ich obecność w skale nie decyduje o jej stanowisku systematycznym ani też nazwie (np. magnetyt, ilmenie, tytanit, cyrkon, apatyt itp.)

• Akcesoryczne (dodatkowe) – występują również w małych ilościach, nie decydują o rodzaju skały i nie są stale stowarzyszone z minerałami głównymi;

Ze względu na skład chemiczny wyróżnia się minerały będące :

• Krzemianami np. kwarc

• Glinokrzemiany np. skalenie.

Krzemiany

Połączenia jonów Si – O i metali

Atom Si kation Si⁴⁺ otoczony silnym polem elektrostatycznym powoduje polaryzację O ²

Powstaje jon [ SiO₄ ] ^4- (czworościan umiarowy (tetraedr) )

Si – O silne, sztywne wiązania jonowo - atomowe tzw. Mostki tlenowe .

Podstawowy element struktury wewnętrznej krzemianów.

Kondensacja- zdolność łączenia się czworościanów [ SiO₄ ] ^4- (narożami tlenowymi)

[ SiO₄ ] ^4- + [ SiO₄ ] ^4- = [Si₂O₇]^6- + O^2- ANIONY ZESPOLONE

STRUKTURY WEWNĘTRZNE KRZEMIANÓW

a)Wsypowe / b)grupowe / c,d) pierścieniowe / e)łańcuchowe / f)wstęgowe / g,h)warstwowe / i)przestrzenne

Glinokrzemiany

Si⁴⁺

Znajdujący się wewnątrz czworościanu może zostać zastąpiony przez

Al³⁺

[ SiO₄ ] ^4- [AlO₄]^5-

Minerały skałotwórcze skał magmowych- charakterystyka.

• Oliwiny (Mg, Fe)₂[SiO₄] : * Fajalit Fe₂[SiO₄] / * Forsteryt Mg₂[SiO₄]

Postać występowania : krystalizują w układzie Rombowym, makroskopowo postać kryształów jest rzadko widoczna, tworzą skupienia ziarniste.

Pokrój kryształów : grubotabliczkowy, lub krótkosłupkowy, nieraz prawie izometryczny.

Barwa: oliwkowozielona, niekiedy z odcieniem lekko żółtawym.Silniej żelaziste odmiany bywają ciemniejsze, aż do oliwkowobrunatnych.

Połysk : szklisty, tłustawy.

Rysa : szara.

Twardość: 6,5-7,0.

Łupliwość : słaba, często prawie niedostrzegalna.

Gęstość : 3,3 g/cm³.

• Pirokseny – Rombowe *Enstatyt Mg₂[Si₂O₆] / *Ferrosilit Fe₂[Si₂O₆] ;
  Jednoskośne *Augit (Ca,Mg,Fe⁺³,Fe⁺²,Ti,Al.)₂[(Si,Al.)₂O₆]

Augit (Ca,Na

Postać kryształów : augit krystalizuje w układzie jednoskośnym.

Pokrój kryształów : grubotabliczkowy lub krótkosłupkowy.

Barwa : przeważnie czarna, niekiedy o odcieniach jaśniejszych szarawych lub brunatnawych.

Połysk : szklisty, ziemisty.

Rysa: szara.

Twarsość : 6,0

Łupliwość : doskonała

Gęstość 3,2-3,6

• Amfibole –
  Rombowe * Hornblenda (Ca,Na)₂(Fe²⁺,Mg)₂[9OH)(Si,Al.)Si₂O₁₁]₂ /* Tremolit / * Aktynolit
  Jednoskośne * grupa Antofyllitu- gedrytu

Hornblenda (Ca,Na…

Postać występowania : krystalizuje w układzie jednoskośnym

Pokrój kryształów : najczęściej słupowy lub długosłupowy (kryształy o kształcie wydłużónym)

Barwa : najczęściej zielonoczarna, brunatnoczarna lub zupełnie czarna.

Połysk : szklisty,ziemisty

Rysa : szara

Twardość : 5,5

Łupliwośc : doskonała

Gęstość : 3,0-3,5

• Miki – *Biotyt K(Mg,Fe²⁺,Fe^3+,Al.)₃[AlSi₃O₁₀ | (OH,F)₂] / *Muskowit KAl₂[AlSi₃O₁₀ | (OH,F)₂]

Krzemiany warstwowe

Podstawową jednostką strukturalną krzemianów warstwowych jest pakiet.

Jego zasadniczymi elementami są :

+ (krzemotlenowa)

Warstwa oktaedryczna (metalohydroksytlenowa)

Warstwa krzemotlenowa (tetraedryczna) – zbudowana z tetraedrów [SiO₄] połączonych ze sobą poprzez 3 wspólne naroża (Si-O-Si). Efektem takiego połączenia jest powstanie warstwy o składzie [Si₄O₁₀]^4-

Warstwa oktaedryczna – utworzona przez kationy Al3+,Mg2+,Fe²⁺,Fe³⁺

Miki minerały o pakietach typu 2:1 – warstwa oktaedryczna zamknięta jest między dwoma warstwami tetraedrycznymi. Rytmiczie powtarzające się pakiety , makładające się w kierunku osi Z w przestrzeniach międzypakietowych kationy K oraz Mg, Fe , Al., F oraz jony OH^-

Biotyt

Postać występowania : Układ jednoskośny

Pokrój kryształów : blaszkowy lub tabliczkowy o zarysie heksagonalnym

Barwa : zawsze ciemna, brunatna z odcieniem zielonawym lub czerwonawym lub całkiem czarna.

Rysa : biała

Twardość 2,5-3,0

Łupliwość : doskonała

Gęstość : 2,8-3,4

Muskowit

Postać występowania : krystalizuje w układzie jednoskośnym

Pokrój kryształów : blaszkowy lub tabliczkowy o zarysie heksagonalnym

Barwa : najczęściej bezbarwny, niekiedy biały,żółtawy, szary lub brunatny.

Połysk : perłowy

Rysa : biała

Twardość : 2-2,5

Łupliwość : doskonała

Gęstość : 2,8-2,9

Kwarc SiO₂ jest minerałem najbardziej odpornym na warunki jakie panują na powierzchni ziemi

Postać występowania : kwarc alfa krystalizuje w układzie heksagonalnym , zaś kwarc beta trygonalnym

Pokrój kształt kwarcu ma formę złożoną (słup heksagonalny , romboedr , ściany piramidy podwójnej)

Barwa : bezbarwny , biały, szarawy, czarny, fioletowy, żółty , czarny)

Połysk : na ścianach kryształów typowo szklisty, na powierzchni przełamu- tłusty (jednakowo dla obu odmian)

Rysa : biała

Twardość : 7,0 wzorcowa w skali Mohsa

Łupliwość : brak

Przełam : muszlowy lub nieregularny o gładkiej powierzchni

Gęstość : 2,65 g/cm³

KWARC ALFA KWARC BETA

SKALENIE .

Sodowo wapieniowe Plagioklazy: aligoklaz, andezyn, labrador, bytowinit

• Wapniowe – anoryt

• Sodowe – albit

Potasowy – ortoklaz, mikroklin, sanidyn

Potasowo sodowe – Pertyty – tworzą wrostki skalenie potasowe w sodowych lub antypertytyt gdy sodowe tworzą wrostki w potasowych

K- skalenie

Diagram fazowy skaleni alkalicznych.

Ortoklaz K[AlSi₃O₃]

Postać występowania : krystalizuje w okładzie jednoskośnym

Pokrój kryształów : grubotabliczkowy

Barwa : od białej do szarej, żółtawej poprzez różową aż po ceglastoczerwoną

Połysk : szklisty

Rysa : biała

Twardość : 6,0

Łupliwość : doskonała

Gęstość : 2,53-2,56 g/cm3

Plagioklazy Na-Ca- skalenie

1. Albit (Na[AlSi₃O₈]) Na2O3 * 6SiO2 – skrajnie kwaśny

2. Oligoklaz 70% Ab i 30% - An – kwaśny

3. Andezyn 50% Ab i 50% An plagioklaz średni

4. Labrador 30% Ab i 70% An zasadowy

5. Bytownit 10% Ab i 90% An zasadowy

6. Anortyt Ca[Al2Si2O8] + CaO * Al2O3 * 2SiO2 skrajnie zasadowy

Postać występowania : wszystkie krystalizują w układzie trójskośnym

Pokrój : zwykle grubotabliczkowy

Barwa : jasna-biała, szara, kremowa, czasem żółta lub brunatna

Połysk : szklisty, perłowy

Rysa : biała

Twardość : 6,0-6,5

Łupliwość : doskonała

Gęstość : stopniowo zwiększa się od 2,61 g/cm3 (albit) do 2,77 g/cm3 (anortyt)