Wykład IV
Skały i minerały
Skały budujące skorupę ziemską:
O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, K - około 99% wszystkich pierwiastków.
Minerał - to pierwiastek, związek chemiczny albo jednorodna mieszanina pierwiastków lub związków chemicznych, w normalnych warunkach w stałym stanie skupienia, powstały w sposób naturalny w skorupie ziemskiej. Minerały mają określone właściwości fizyczne chemiczne, oraz określone sposoby powstawania, występowania i przeobrażeń.
Z geologicznego punktu widzenia minerał jest najmniejszym składnikiem skorupy ziemskiej.
Kryształ - ciało krystaliczne, które wykazuje prawidłową wielościenną postać zewnętrzną wykształconą samorzutnie.
Konsekwencją krystaliczności są inne, bardzo istotne cechy minerałów i kryształów. Należy o nich polimorfizm, izomorfizm, jednorodność, anizotropia i izotropia.
Klasyfikacja gromad minerałów oparta na ich składzie chemicznym:
- pierwiastki rodzime
- siarczki i siarczkosole
- tlenki i wodorotlenki
- halogenki
- sole kwasów tlenowych
- substancje mineralne
Pierwiastki rodzime:
Do grupy tej należą minerały występujące w przyrodzie w stanie wolnym np.: złoto, srebro, platyna, siarka, diament, grafit (węgiel).
Siarczki i siarczkosole:
Ta grupa reprezentowana jest głównie przez występujące w warunkach naturalnych sole kwasu siarkowodorowego H2S np.: piryt, galena, cynober, kowelin.
Tlenki i wodorotlenki:
Minerały będące pod względem chemicznym połączeniem tlenu z metalami i niemetalami - tlenki lub zawierające w swoim składzie grupę OH - wodorotlenki np.: hematyt, magnetyt, getyt, brucyt.
Halogenki:
Minerały ewaporatowe. Sole kwasów beztlenowych, głównie chloro- i fluorowodorowego (HCl i HF) czyli pod względem chemicznym chlorki i fluorki np.: halit, sylurin, karnalit, fluoryt.
Sole kwasów tlenowych:
Głównie krzemiany i glinokrzemiany, a także węglany, siarczany, fosforany, azotany np.: gips, apatyt, kalcyt, syderyt.
Substancje mineralne:
Połączenia organiczne np.: naturalne, izotropowe żywice, woski i asfalty (bursztyn, ozokeryt).
Podstawowe cechy minerałów to: barwa, rysa, przezroczystość, twardość, gęstość, pokrój, połysk i łupliwość (przełam).
Barwa:
Zależy od rodzaju i charakteru ułożenia atomów przestrzeni, które wpływają na pochłanianie i odbijanie promieni świetlnych. Wyróżnia się minerały:
- barwne, o niezmiennej, charakterystycznej barwie
- zabarwione, o barwie pochodzącej od domieszek innych substancji
- bezbarwne
Rysa:
Jest ona barwą sproszkowanego minerału. Bada się ją pocierając minerałem o nieoszlifowaną powierzchnię.
Przezroczystość:
Określa ona zdolność minerału do przepuszczania promieni słonecznych. Wyróżnia się minerały:
- przezroczyste
- przeświecające
- nieprzezroczyste
Pokrój:
- izometryczny
- słupkowy
- listewkowy
- pręcikowy
- igiełkowy
- tabliczkowy
- płytkowy (blaszkowy)
Połysk:
Cecha powierzchni minerału określająca sposób, w jaki odbija ona promieniowanie świetlne. Wyróżniamy połysk:
- metaliczny - właściwy i półmetaliczny
- niemetaliczny - diamentowy, szklisty, tłusty, perłowy, jedwabisty i matowy
Łupliwość:
Zdolność do pękania pod wpływem uderzenia bądź nacisku na części ograniczone powierzchniami płaskimi. Wyróżnia się łupliwość:
- doskonałą
- bardzo dobrą
- wyraźną
- niewyraźną
Przełam:
Cecha ta mówi o braku łupliwości. Minerał taki pęka wzdłuż powierzchni zupełnie przypadkowych. Wyróżniamy przełom:
- równy
- nierówny - muszlowy, haczykowaty, zadziorowaty
Twardość:
Opór, jaki stawia minerał przy próbie zarysowania go ostrym narzędziem (skala porównawcza Mohsa).
Gęstość właściwa:
Większość minerałów skałotwórczych ma gęstość rzędu 2,5 - 3,5 g*cm-1.
Inne cechy minerałów:
- kruchość
- sprężystość
- giętkość
- kowalność
- smak
- magnetyzm
Skupienia
Geodry - owalne lub kuliste pustki w skałach, na ścianach których narastają kryształy np.: kwarc.
Konkrecje - skupienia minerałów tkwiące w skałach osadowych, tworzą zazwyczaj formy kuliste, koliste, nieregularne.
Ponadto rozróżniamy skupienia: gruboziarniste, zbite, promieniste, włókniste, groniaste i inne.
Skały
Skała jest to zespół różnych minerałów osobników jednego minerału powstałe w sposób naturalny. Minerały, które mają istotne znaczenie w budowie skał nazywamy minerałami skałotwórczymi.
Rodzaje skał
Skały magmowe - powstają w skutek zastygania magmy lub lawy.
Skały osadowe - powstają w wyniku nagromadzenia się elementów mineralnych i organicznych w postaci osadu na powierzchni skorupy ziemskiej.
Skały metamorficzne - powstały w wyniku przeobrażenia starszych skał osadowych lub magmowych pod wpływem czynników działających w skorupie ziemskiej.
Skały magmowe dzielimy na:
- wylewne
- głębinowe
- żyłowe
Skały metamorficzne:
- skały przeobrażone w warunkach wysokich ciśnień i/lub temperatur
- metamorfizm powoduje zmiany pierwotnych struktur i tekstur skał, a także prowadzi do zmian składu mineralnego, niekiedy również chemicznego.
3