Wstęp do Mineralogii

Study Notes

Wstęp do Mineralogii

Minerał to pierwiastek rodzimy lub związek chemiczny o stałym stanie skupienia i uporządkowanej budowie wewnętrznej - krystalicznej.
Minerały tworzą się naturalnie w procesach geologicznych (w litosferze) i kosmologicznych (w ciałach kosmicznych).
Przykładem minerału powstałego w procesie kosmologicznym jest meteoryt Morasko, zbudowany z minerałów takich jak kamacyt, taenit, troilit, grafit, schreibersyt, rhabdyt, coenit, sfaleryt, whitlockit i moraskoit.
Do minerałów nie zalicza się substancji mineralnych o krystalicznej budowie, stworzonych przez zwierzęta i rośliny, np. kamienie nerkowe, kryształy cukru.
Istnieje ponad 5500 minerałów, z czego około 200 stanowi podstawowe składniki skał budujących skorupę ziemską - minerały skałotwórcze (np. kwarc, skalenie, pirokseny).
Minerały złożowe/rudne są wykorzystywane jako surowce, np. rudy żelaza, rudy aluminium, rudy cynku i ołowiu, rudy miedzi, kruszce metali szlachetnych.
Kamienie szlachetne to rzadkie minerały o niezwykłych właściwościach fizycznych, takich jak barwa, przezroczystość i twardość (np. diament, szafir, szmaragd, rubin).
Minerały powstają głównie w procesie krystalizacji z roztworów i stopów magmowych, z wodnych roztworów nasyconych lub z fazy gazowej.
Kryształ jest ciałem jednorodnym fizycznie i chemicznie - w każdym punkcie ma identyczne własności (ciężar właściwy, ciepło topnienia, skład chemiczny).
Kryształ jest anizotropowym, co oznacza, że jego właściwości fizyczne są różne w różnych kierunkach (np. prędkość rozchodzenia światła, barwa, twardość, łupliwość, przewodnictwo cieplne).
Kryształ ma uporządkowaną budowę wewnętrzną - atomy, jony lub cząsteczki są rozmieszczone w regularny sposób.

Geneza Minerałów

Procesy endogeniczne to procesy zachodzące we wnętrzu Ziemi, np. krystalizacja stopu krzemianowego.
Procesy egzogeniczne to procesy zachodzące na powierzchni Ziemi, np. wietrzenie.
Krystalizacja stopu krzemianowego (magmy) to pierwotny proces endogeniczny, podczas którego tworzą się minerały.
Krystalizacja magmy zachodzi etapami, w miarę oziębiania i krzepnięcia.
W wyniku krystalizacji magmy powstają głównie krzemiany i glinokrzemiany, a także siarczki, węglany, fosforany, tlenki i inne minerały.

Krystalizacja Magmy

Faza wczesnej krystalizacji: oliwin, chromit, siarczki metali, pirokseny, plagioklazy bogate w wapń (anortyt).
Faza główna: pirokseny, amfibole, plagioklazy uboższe w wapń, skalenie potasowe, biotyt, muskowit, kwarc.
Faza pegmatytowa: kwarc, miki, ortoklaz, beryl, turmalin.
Faza pneumatolityczna: miki, turmalin, topaz, beryl, minerały kruszcowe: kasyteryt, wolframit, molibdenit.
Faza hydrotermalna: kwarc, kalcyt, piryt, chalkopiryt, galena, sfaleryt, złoto, srebro.
Procesy metamorficzne i metasomatoza kontaktowa: powstają nowe minerały w wyniku zmian w już istniejących skałach pod wpływem temperatury i ciśnienia.
Wietrzenie: rozpad skał pod wpływem czynników atmosferycznych.
Wietrzenie chemiczne: hydroliza, hydratacja, karbonatyzacja, utlenianie, redukcja, rozpuszczanie, ewaporacja.
Geneza biogeniczna: tworzenie minerałów przez organizmy żywe.