Mineralogia – nauka zajmująca się badaniem minerałów. Petrografia – nauka zajmująca się badaniem skał. Minerał – ciało krystaliczna powstałe w wyniku procesów geologicznych lub kosmologicznych. Posiada uporządkowaną budowę wewnętrzną. Substancja mineralna – ciało niekrystaliczne powstałe w wyniku procesów geologicznych lub kosmologicznych. Skała – naturalny zespół minerałów lub substancji mineralnych. Ciało krystaliczna – ciało o uporządkowanej budowie wewnętrznej. Kryształ – ciało krystaliczne o samorzutnie wykształconej prawidłowej budowie zewnętrznej np. NaCl. Minerały powstają na drodze: krystalizacji ze stropu, z roztworu, w fazie stałej w fazie gazowej z fazy szklistej. Substancje mineralne to składniki skorupy ziemskiej niespełniające wszystkich kryteriów minerałów np. węgiel, bursztyn. Geneza nazw minerałów: związane z ich cechami fizycznymi np. baryt, pochodzenia od nazwiska np. dolomit, pochodzenia od nazw geograficznych np. kaolinit, pochodzenia od nazwy pierwiastka, np. cyrkon, inna np. muskowit. Polimorfizm – ta sama substancja może występować w różnych odmianach krystalograficznych Systematyka minerałów: 1. Pierwiastki rodzime (pierwiastki tworzy minerał) np. złoto, srebro (Bytom), miedź (Lublin), Żelazo (brak w Polsce) itd. 2. Siarczki (większość to rudy metali kolorowych) np. chalkozyn (Lublin), bornit, chalkopiryt, kowelin, faceryt,…. Minerały rudy miedzi: chalkozyn, bornit, chalkopiryt, kowelin. Minerały rud cynku i ołowiu: galena, sfaleryt(Bytom). Siarczkowe minerały żelaza: piryt, markasyt (występują w większości skał, nie są rudami żelaza). 3. Halogenki (minerały niższych pierwiastków): fluoryt, halit (rejony śląska), sylwin, karnalit . 4. Tlenki i wodorotlenki: Tlenki: kupryt, kasyteryt (góry Mizerskie), uraninit, korund, hematyt (historyczne złoża), magnetyt (Tatry), ilmenit (Suwalszczyzna), nityl(brak w Polsce, występuje w skałach). Wodorotlenki: geothyt, diaspór, gibbsyt, praktycznie nie występują we w złożach. Tlenki żelaza i tytanu: hematyt, magnetyt (Suwalszczyzna), ilmenit, nityl. 5. Węglany; kalcyt (produkcja wapna palonego), aragonit (rzadki), sydent (rzadki, Częstochowa), dolomit (produkcja materiałów ogniotrwałych, górny Śląsk), magnezyt (dolny Śląsk, materiały izolacyjne), malachit (brak znaczenia gosp.) 6. Siarczany (sole kwasu siarkowego) gips (Busko Zdrój), anhydryt (przemysł ceramiczny), baryt (Wałbrzych, Bolesławiec) 7. Fosforany: apatyt (w kościach), monacyt (w małych ilościach). 8. Krzemiany: podstawowy element struktury krzemianów – tetraedr krzemotlenowy, krystaliczne lub amorficzne związki w strukturach, których występuje SiO4. Typy krzemianów: a) wyspowe (oliwiny, cyrkon, granaty), b) grupowe (akermanit, lawsonit, epidot), c) pierścieniowe (beryl, turmaliny), d) łańcuchowe (pirokseny), e) wstępowe (amfibole), f) warstwowe (muskowit, biotyt, talk), g) szkieletowe (kwarc, skalenie, zeolity). A) Oliwiny – bardzo twarde, półszlachetny, pospolity, szereg izomorficzny, występowanie dolny Śląsk. Granaty – piralspity i ugrandyty, występują rzadko w skałach metamorficznych wysokociśnieniowych. Cyrkon – rzadko, skały magmowe. B) Hemimorfit- występuję rzadko. Epidot – Tatry, Sudety, Karkonosze, nie istotny. C) Beryl, Turmaliny– minerał, kamień półszlachetny, Sudety, D) Pirokseny – powszechne. Augit – Pieniny, Dolny Śląsk, brak znaczenia gospodarczego. E) Amfibole – Hornblenda – występuje w andezytach, Pieninach, Sudetach, kotlinie kłodzkiej. F) Miki: Biotyt (ciemny), Muskowit (srebrzystobiały) występują w skałach magmowych, piaskowcach, skałach metamorficznych, Karpaty, Sudety. Minerały ilaste: Illit (drobne blaszki), Kaolinit (maleńkie, płytki, białe zabarwienie), Smektyty (drobne spłuczki wiertnicze). G) Krzemiany przestrzenne: *grupa skaleni, *minerały grupy SiO2 – Kwarc: występowanie, Sudety, Tatry, Karpaty. Metody badania minerałów: 1) Obserwacje makroskopowe: symetria kształtów (trójskokowy, jednoskośny, lambady(?), Trygonalny, tetragonalny, heksagonalny, regularny), cechy fizyczne (pokrój, barwa, rysa, połysk, łupliwość, przełom, twardość, gęstość, reakcja z HCl, Formy występowania minerałów: zrosty równoległe minerałów, skupienia ziarniste (ruda, geothyt) skupienia naciekowe (stalagmity), skupienia dendrytowe (drzewkowate), skupienia konkrecyjne (krzemień pasiasty), szczotki krystaliczne (odmiana geoda), geody, żyły krystaliczne. 2) Mikroskopia optyczna – z użyciem polaryzacji światła. Możliwości metody – identyfikacja minerałów, badanie specyficznych cech minerałów, pomiar wielkości ziaren, oznaczanie skał ilościowego, badanie cech strukturalna tekstualnych skał, badanie wrostków. 3) Mikroskopia elektronowa – SEM (wiązka elektronowa) Możliwości metody – obserwacja morfologii ziaren, analiza chemiczna, identyfikacja minerałów, pomiar wielkości ziaren, badania cech strukturalna tekstualnych. 3) Analiza rentgenograficzna – pozwala identyfikować minerały, dopasowujemy odległości miedzy płaszczyznowe do odpowiednich minerałów. 4) Analiza termiczna – gazów uwalnianych w czasie reakcji. 5) Metody spektroskopowe np. spektroskopia absorpcyjna w podczerwieni. 6) Analiza chemiczna. Magmatyzm (sk. Wulkaniczne), procesy górotwórcze (sk. Osadowe) procesy osadowe (sk metamorficzne) metamorfizm, przetapianie (zj. Magmowe, skały głębinowe). Magma – gorąca, mobilna, stopiona materia powstała w naturalny sposób w głębi ziemi. Jeżeli jej porcja wydostaje się na pow. Ziemi wówczas staje się lawą. Magma może być układem: jednofazowym (faza ciekła). Dwufazowym (ciekła i stała) oraz trójfazowym (ciekła, stała i gazowa). Etapy ewolucji magmy: tworzenie poprzez wytapianie, oddzielanie np. grawitacyjne, przemieszczanie, różnicowanie, asymilacja, kontaminacja, zastyganie, ostateczne zestalenie, procesy pomagmowe. Skład chemiczny magmy: głównie składa się z krzemionki. Ważnym parametrem jest jej bezwzględna zawartość. Magmy ubogie w SiO2 określa się mianem magm ultrazasadowych i zasadowych o zawartościach pośrednich magm obojętnych a zasobne w krzemionkę magm kwaśnych. Zawartość krzemionki znacząco wpływa na właściwości stopu. Generalnie magmy kwaśne w porównaniu do zasadowych wykazują niższą gęstość dużo wyższą lepkość, są zasobniejsze w składniki lotne i na ogół krzepną w niższych temperaturach. Żelazo, Magnez, sód, potas, są składnikami lotnymi lawy i przy pasku temperatury mogą wydzielać się w formie odrębnej fazy gazowej. Przyczyniają się do powstawania skał wysoko krystalicznych typu pegmatytów, poniżej punktu krytycznego wody pojawiają się gorące roztwory, które krążąc w skale powodują zmiany metasomatyczne i wytrącenie rzadkich składników. Krystalizacja magmy – szeregi reakcyjne Bowena. Oliwin, piroksen, amfibol, biotyt (plagioklazy), skały potasowe, muskowit, kwarc.