Materiały_dydaktyczne_z

Materiały dydaktyczne z mineralogii

M. Nowiński

Minera

jest to naturalne cia

o przyrodnicze

o sta

ym sk

adzie chemicznym

i stałych w

aściwościach fizycznych

Kryształ to ciało stałe o uporządkowanej,

prawidłowej budowie wewnętrznej

o postaci wielościanu

Sieć przestrzenna atomowa lub jonowa

Minerały krystaliczne

i nieliczne niekrystaliczne

Powstawanie minerałów

* z magmy (główna masa);

* z par i gorących roztworów (ługi pokrystaliczne,

temp > 700

°°°°

C);

* pneumatolityczne (gorące gazy i pary, temp. 350

°°°°

C -

700

°°°°

C);

* na drodze hydrotermalnej (gorące roztwory wodne,

temp. < 360

°°°°

C);

* na drodze wietrzenia;

* w jeziorach i morzach;

* z organizmów Ŝywych.

Właściwości minerałów:

* skład chemiczny

* gęstość właściwa;

* twardość

* układ krystalograficzny (regularny, tetragonalny, sześciokątny, trygonalny,

rombowy, jednoskośny, trójskośny);

* barwa (barwa naleciała, barwa rysy);

* połysk [metaliczny, półmetaliczny i niemetaliczny (szklisty, diamentowy,

tłusty, jedwabisty, perłowy)];

•przezroczystość (m. przezroczyste, półprzezroczyste, półprzeświecające

i nieprzezroczyste);

* łupliwość (doskonała, dokładna, wyraźna i niewyraźna);

* przełam (muszlowy, zadziorowy, haczykowaty, równy, nierówny)

Skala twardości Mohsa:

1 - talk

2 - gips -rysują się paznokciem

3 - kalcyt

4 - fluoryt - rysują się ostrzem noŜa

5 - apatyt

6 - ortoklaz

7 - kwarzec - rysują szkło

8 - topaz

9 - korund

10 - diament - przecinają szkło

Twardość jest to

odporność minerału na

rysowanie go ostrym

przedmiotem, lub inne

działanie mechaniczne

naruszające jego

powierzchnię.

Izomorfizm i polimorfizm minerałów

Równopostaciowość – minerały o podobnym składzie

chemicznym

krystalizują

jednym

układzie

krystalograficznym, np.: kalcyt (CaCO

) i syderyt

(FeCO

) krystalizują w układzie trygonalnym;

RóŜnopostaciowość – minerały o identycznym składzie

chemicznym krystalizują

w róŜnych układach

krystalograficznych, np.: kalcyt (CaCO

) w układzie

trygonalnym, a aragonit (równieŜ CaCO

) w układzie

rombowym.

I. Pierwiastki rodzime

Złoto rodzime. Au (Aurum), tw. 2.5-3, gęstość 15.5-19.3 g/cm

, ukł.

regularny.

Srebro rodzime. Ag (Argentum), tw. 2.5-3, gęstość 9.6-12.0 g/cm

ukł. Regularny

Siarka. S (Sulfur), tw. 2, gęstość 2-2.1 g/cm

, ukł.

rombowy. Poł. tłusty, łup. niewyraźna, przełam
muszlowy. Barwa Ŝółta, rzadziej brunatna. Rysa
jasnoŜółta. Powstaje najczęściej z rozkładu gipsu.

Diament. C Tw. 10. gęstość 3.5 g/cm

, układ regularny,

połysk diamentowy, łupliwość doskonała.

Grafit. C Tw 1. gęstość 2.1-2.2 g/cm

, ukł.

heksagonalny, łup. doskonała.

Platyna rodzima, Miedź rodzima, śelazo rodzime, Rtęć rodzima,
Bizmut rodzimy, Antymon rodzimy, Arsen rodzimy i in.

II. Siarczki

Piryt. FeS

. (złoto głupców). Tw. 6-6,5, gęstość 5,0-5,2 g/cm

, ukł. regularny,

poł. metaliczny, łup. niewyraźna. Barwa spiŜowoŜółta, rysa czarna. Często

tworzy wyraźne kryształy, ale występuje równieŜ w skupieniach ziarnistych.

Niekiedy występuje w glebach podmokłych. Po osuszeniu utlenia się do

siarczanów.

Markazyt. FeS

. Tw. 6-6,5, gęst. 4,8-4,9 g/cm

, ukł. rombowy, poł. metaliczny, łup. niedoskonała. (markazyt i piryt - przykład polimorfizmu).

Sfaleryt (blenda cynkowa). ZnS. Tw. 3,5-4, gęst. 3,9-4,2 g/cm

, ukł. regularny, poł. diamentowy, łup. doskonała.

Galenit (galena, błyszcz ołowiu). PbS. Tw. 3, gęst. 7,2-7,6 g/cm

, ukł. regularny, poł. metaliczny, łup. doskonała. Barwa ołowianoszara, rysa

szarawoczarna.

Chalkopiryt. CuFeS

. Tw. 3,5-4, gęst. 4,1-4,3 g/cm

, ukł. tetragonalny, poł. metaliczny, łup. niedoskonała. Barwa mosięŜnoŜółta, rysa czarna.

Chalkozyn. CuS

. ukł. rombowy, poł. półmetaliczny, łup. niedoskonała. Minerał wtórny, tworzy główną masę rud miedzi.

Kowelin CuS.

Cynober. HgS. Tw. 2-2,5, gęst. 8-8,2 g/cm

, ukł. trygonalny, poł. diamentowy, barwa czerwona, rysa jasnoczerwona. Po podgrzaniu przekształca

się w płynną rtęć (siarka odparowuje). Był wykorzystywany przez alchemików do prób nad „kamieniem filozoficznym”.

III. Tlenki i wodorotlenki

Kwarzec (kwarc). SiO

. Tw. 7, gęst. 2.65 g/cm

, ukł.

trygonalny, poł. szklisty, przełam tłusty lub muszlowy, barwa
szara, mlecznobiała lub brudnobiała. Pospolity minerał w
skałach magmowych, osadowych i przeobraŜonych. Buduje 12
% skorupy ziemskiej Ze wszystkich minerałów skałotwórczych
najbardziej odporny na wietrzenie. Dlatego bardzo pospolity w
skałach okruchowych, szczególnie w piaskach i piaskowcach,
Ŝ

wirach oraz pyłach. Kwarc pierwotny i wtórny.

Odmiany barwne: przezroczysty - kryształ górski, przezroczysty i zabarwiony na brunatno - kwarzec
zadymiony, fioletowy - ametyst, złocistoŜółty - cytryn, czarny - morion. Awenturyn - z wrostkami miki, kocie
oko - z wrostkami azbestu.

Liczne minerały o zróŜnicowanych właściwościach. Budują 17 % wagowych litosfery)

Tlenki krzemu cd.

Chalcedon. SiO

. Tw. 6, gęst. 2.55-2.63 g/cm

, ukł. trygonalny;

odmiana skrytokrystalicznej, kwarcowej krzemionki o barwie
najczęściej mlecznej Występuje w formach nerkowatych, groniastych,
skorupowych lub naciekowych (stalaktyty, stalagmity). Często tworzy
Ŝ

yły i geody. Pospolity minerał domieszkowy skał osadowych.

W skałach okruchowych często jest lepiszczem.

Opal. SiO

*nH

O. Tw. 5.5-6, gęst. 2.1-2.2 g/cm

, minerał

zbudowany ze stwardniałej uwodnionej bezpostaciowej krzemionki
koloidalnej. Stopień uwodnienia jest zmienny i waha się od 1 do 21
%. Tworzy róŜnego kształtu skupienia: groniaste, kuliste i nerkowate,
równieŜ Ŝyłki, inkrustacje, konkrecje i szkielety przestrzenne
(w opokach). Często jest lepiszczem piaskowców i mułowców.
Wiele organizmów wodnych (radiolarie, okrzemki i gąbki) buduje
z niego swoje szkielety. Z ich szczątków powstają następnie pokłady
skał osadowych pochodzenia organicznego: radiolaryty, ziemia
okrzemkowa, spongiolity. Opal jest końcowym produktem
chemicznego wietrzenia krzemianów.

Tlenki Ŝelaza

Magnetyt (Ŝelaziak magnetyczny). Fe

. Tw. 5,5, gęst. 4,9-5,2 g/cm

ukł. regularny, poł. metaliczny, przełam muszlowy, barwa czarna. Składnik bazaltów,
gabra, dunitów i perydotytów. Właściwości magnetyczne.

Hematyt. Fe

. Tw. 6-6,5, gęst. 5,2-5,3 g/cm

, ukł. trygonalny, poł. metaliczny, czerwonoŜelazisty. Rysa

wiśniowoczerwona. Pospolity minerał domieszkowy w róŜnych skałach. W postaci drobnych łuseczkowych kryształów
barwi skały na kolor brązowy i czerwony Hematyt i magnetyt tworzą rudy Ŝelaza.

Getyt. Fe

* H

O. Tw. 5-5,5. gęst. 4-4,4 g/cm

, ukł. rombowy, poł.

diamentowo-jedwabisty, półmetaliczny, łupliwość doskonała. Barwa brunatna, rysa
brunatna. Występuje powszechnie w skałach osadowych jako minerał
domieszkowy. Często zabarwia skały na kolory Ŝółte, brunatne, rdzawe.
Tworzy z limonitem rudy darniowe, bagienne i jeziorne.

Limonit. Fe

O. Tw. 4,5-6, gęst. 3,2-4,5 g/cm

, bezpostaciowe,

porowate masy, barwa bruantnoczarna, rysa Ŝółtobrunatna, Powstaje z wietrzenia
minerałów zawierających Ŝelazo i przeobraŜeń związków Ŝelaza w warunkach
powierzchni Ziemi. Występuje w róŜnych formach: porowatych skupieniach
ziemistych, rudach oolitowych (skupienia okrągłych konkrecji) i naciekach.
Tworzy z getytem rudy darniowe, rudy bagienne i jeziorne oraz pokłady
limonitów.

Ilmenit. FeTiO

. Tw. 5-6, gęst. 4,5-5 g/cm

, ukł. trygonalny, poł. metaliczny, barwa czarna.

Podobnie jak kwarzec bardzo odporny na wietrzenie chemiczne, ale znacznie mniej rozpowszechniony.
Niekiedy w pokładach piasków morskich występują czarne ziarna ilmenitu.

Tlenki glinu

Hydrargilit (gibbsyt). Al(OH)

. Tw. 2,5-3,5, gęst. 2,3-2,6 g/cm

, ukł. jednoskośny,

poł. szklisty lub perłowy, łup. doskonała. Bezbarwny, biały lub szary.
Powstaje z wietrzenia róŜnych glinokrzemianów.

Bemit. AlO(OH). Tw. 3,5-4, gęst. 3,0 g/cm

Diaspor. HAlO

. Tw. 6-6,5, gęst. 3,3-3,5 g/cm

, ukł. rombowy, poł. szklisty, łup.

doskonała. Barwa biała lub szarobiała. Z domieszkami Fe i Mn czerwonawy,
zielonawy lub fioletowy.

Hydrargilit, bemit i diaspor są produktami intensywnego

wietrzenia chemicznego róŜnych skał, zachodzącego w klimacie

tropikalnym (wilgotnym i gorącym). Tworzą boksyty i lateryty.

Są bardzo odporne na wietrzenie chemiczne.

Korund. Al2O3. Tw. 9, gęst. 3,9-4,1 g/cm

, ukł. trygonalny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Odmiany: przezroczysta - szafir, czerwona - rubin, Ŝółta - topaz wschodni, zielona -
szmaragd wschodni. UŜywany do wyrobu materiałów ściernych oraz jako kamień
łoŜyskowy

IV. Chlorowce

Halit (sól kamienna, sół kuchenna). NaCl. Tw. 2, gęst. 2,1-2,2 g/cm

, ukł.

regularny, poł. szklisty, łup. doskonała. Bezbarwna lub barwiona przez
domieszki na Ŝółto, czerwono, niebiesko lub szaro

Sylwin. KCl (sól potasowa). Tw. 2, gęst. 1,9-2,0 g/cm

, ukł. regularny, poł.

szklisty, łup. doskonała. Przezroczyste kryształy bezbarwne lub białe, niekiedy
zabarwione przez domieszki na szaro, Ŝółto czerwono.
Stosowana do nawoŜenia potasowego

Karnalit. KMgCl

* 6H

O. Tw. 2-3, gęst. 1,6 g/cm

, ukł. rombowy, poł. tłusty,

przełam muszlowy. Silnie higroskopijny Stosowany do produkcji nawozów
potasowych.

Halit, sylwin i karnalit powstają w złoŜach solnych, bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie.
Największe złoŜa w Niemczech i w Rosji na Uralu

Fluoryt. CaF

. Tw

. 4, gęst. 3,1-3,2 g/cm

, ukł. regularny, poł. szklisty, łup. doskonała. Powstaje w procesach hydrotermalnych.

Kryolit. Na

AlF

. Tw. 2, gęst. 2,95-3,0 g/cm

, ukł. jednoskośny, poł. szklisty. Bezbarwny, śnieŜnobiały, Ŝółty, czerwonawy lub czarny.

V. Sole kwasów tlenowych

Azotany:

Saletra chilijska (sodowa). NaNO

Saletra indyjska (potasowa) KNO

Powstają z biochemicznego przetworzenia szczątków organicznych w klimacie

suchym i gorącym lub ciepłym.

UŜywane w XIX wieku i na początku XX jako niskoprocentowe nawozy

azotowe, złoŜa zostały praktycznie wyczerpane

azotany,

węglany

siarczany

chromiany, molibdeniany, wolframiany,

fosforany,

arseniany, wanadany, borany i

krzemiany

Węglany:

Kalcyt. CaCO

. Tw. 3, gęst. 2,6-2,8 g/cm

, ukł. trygonalny, łup.

doskonała. Podstawowy minerał w wapieniach, marglach i opokach
zwykłych. Minerał domieszkowy w glinach i piaskach zwałowych.
Jest lepiszczem w piaskowcach wapnistych i marglistych. Wiele
organizmów buduje z kalcytu swoje szkielety: koralowce, mięczaki,
mszywioły i in. Stosunkowo łatwo wietrzeje. W wierzchnich
poziomach gleb klimatu wilgotnego ulega ługowaniu. Przekształca
się w warunkach kwaśnych do rozpuszczalnego w wodzie
Ca(HCO

)

(kwaśnego węglanu wapnia) i jest wymywany do wód

gruntowych. W zbiornikach wodnych w warunkach obojętnego
odczynu Ca(HCO

)

przekształca się do CaCO

i osadza na dnie

tworząc pokłady kredy jeziornej. Z kwasem solnym reakcja burzenia
– rozkład z wydzieleniem CO

Aragonit. CaCO

. ukł. rombowy (przykład polimorfizmu).

Węglany cd.

Dolomit. CaCO

*MgCO

. Tw. 3,5-4, gęst. 2,8-2,9 g/cm

, ukł.

trygonalny, poł. szklisty, łup. doskonała. Barwa w zaleŜności
od domieszek od białej, Ŝółtej, brunatnej do czarnej. Podstawowy
minerał w dolomitach i dolomitach wapnistych, domieszkowy
w wapieniach dolomitycznych. Stosunkowo łatwo wietrzeje.
SłuŜy do produkcji nawozów magnezowych i wapniowo-
magnezowych. Z kwasem solnym reaguje tylko w wysokiej
temperaturze lub po sproszkowaniu.

Magnezyt. MgCO

. Tw. 4-4,5, gest. 3

g/cm

ukł. trygonalny, przeł. muszlowy.

Syderyt. FeCO

. Tw. 3,5-4,5, gęst. 3,7-3,9 g/cm

, ukł. trygonalny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Bardzo cenna ruda Ŝelaza.

Smitsonit. ZnCO

Cerusyt. PbCO

Malachit. CuCO

* Cu(OH)

Azuryt. (CuCO

)

* Cu(OH)

w rudach metali kolorowych

}

Siarczany

Gips. CaSO

*2H

O. Tw. 2, gęst. 2,3-2,4 g/cm

, ukł. jednoskośny, łup.

doskonała, poł. szklisty, jedwabisty lub muszlowy. Tworzy wyraźne
niekiedy bardzo duŜe kryształy. Częste zrosty kryształów - jaskółcze
ogony. Bardzo łatwo wietrzeje. Powstaje w złoŜach solnych. UŜywany
niekiedy do nawoŜenia. Obecnie powszechnie stosowany
w budownictwie. Na wychodniach gipsu powstają rędziny gipsowe.

Odmiana przezroczysta gipsu to selenit. Natomiast zbita, biała i skrytokrystaliczna odmiana gipsu to alabaster uŜywany w
rzeźbiarstwie.

Anhydryt. CaSO

. Tw. 3-4, gęst. 2,9-3,0 g/cm

, ukł. rombowy. poł. szklisty, łup. doskonała. Powstaje

z gipsu po podgrzaniu jego złóŜ. MoŜe przekształcać się w gips - zwiększa przy tym objętość o 30 %.

Kizeryt. MgSO

O. Tw. 3,5, gęst. 2,6 g/cm

, ukł. jednoskośny, poł.

szklisty. Występuje w złoŜach z solą kamienną. UŜywany do nawoŜenia
i produkcji soli glauberskiej - MgSO

*7H

Kainit. KCl*MgSO

*3H

O. Tw. 2,5-3,0, gęst. 2.1 g/cm

, poł. szklisty.

Występuje w złoŜach solnych z sylwinem. UŜywany do nawoŜenia.

Baryt. BaSO

. Tw. 3.-3.5, gęst. 4,4-4,5 g/cm

, UŜywany do sporządzania mieszanin flotacyjnych.

Fosforany:

Apatyt. Grupa minerałów: Ca

(PO

)

F (a. fluorowy), Ca

(PO

)

Cl (a.

chlorowy) i Ca

(PO

)

OH (a. hydroksylowy). Tw. 5, gęst. 3,2 g/cm

ukł. heksagonalny, poł. szklisty, przełam muszlowy. Barwa zmienna

szarozielona, brunatna, niebieskawa , fioletowa. Bywa teŜ bezbarwny i

przezroczysty. Występuje w fosforytach i złoŜach guana. RównieŜ w

niektórych skałach metamorficznych powstałych ze skał osadowych

zawierających fosfor. SłuŜy do produkcji nawozów fosforowych

Wiwianit. Fe(PO

)

*8H

O. Tw. 1,5-2, gęst. 2,9 g/cm

, poł. szklisty.

Powstaje w osadach bogatych w Ŝelazo oraz fosfor pochodzenia organicznego. Występuje
niekiedy w złoŜach torfu i osadach Ŝelazistych. W złoŜu bezbarwny i przezroczysty, na powietrzu
utlenia się i przybiera barwę niebieską. Dawniej wykorzystywany do malowania wiejskich
domów.

Krzemiany

Około 800 minerałów krzemianowych.

Podstawowym elementem struktury
krzemianów jest czworościan krzemowo-tlenowy
z czterowartościowym atomem krzemu w centrum
i czterema atomami tlenu w naroŜnikach,

KaŜdemu atomowi tlenu w naroŜniku czworościanu pozostaje jedna
wartościowość, którą moŜe on wykorzystać do tworzenia róŜnych wiązań
chemicznych. I tak powstają połączenia:

•

z kationami jednowartościowymi - wtedy na kationie kończy się w tym miejscu

siatka krystaliczna;

•

z kationami dwuwartościowymi - wtedy dwuwartościowy kation moŜe łączyć dwa

czworościany krzemowo-tlenowe;

•

z kationami trójwartościowymi;

•

atom tlenu moŜe łączyć dwa atomy krzemu sąsiednich czworościanów - następuje

wtedy łączenie czworościanów.

Z uwagi na to, Ŝe atomy tlenu w kaŜdym naroŜniku czworościanu mogą tworzyć róŜne połączenia
powstaje duŜa ilość minerałów o zróŜnicowanej strukturze. Rodzaj minerałów zaleŜy w duŜym stopniu
od stosunków ilościowych pierwiastków w zbiorniku magmowym – krzemu oraz poszczególnych
kationów metalicznych

Podział krzemianów

}

SKALENIE (60%)

Skalenie alkaliczne (sodowo-potasowe) 31%

Skalenie sodowo-wapniowe (plagioklazy) 29%

Skalenoidy (skaleniowce)

ŁYSZCZYKI (miki) - 5%

PIROKSENY

- p. rombowe:

- p. jednoskośne:

AMFIBOLE

- a. rombowe

- a. jednoskośne

OLIWINY – 2,6%

Minerały ilaste

14%

- K, Na, Al
- Ca, Na, Al

- Ca, Mg, Fe i in.

- Mg i Fe

- K, Na, Al

(wtórne krzemiany warstwowe)

Epidoty     (Ca, Al, Fe)
Turmaliny   (B, Na, Ca, Mg, Al)
Granaty      (Ca, Mn, Fe, Mg, Cr, Al.)
Chloryty       (Mg, Fe
Serpentynity       (Mg)

SKALENIE

Ortoklaz. KAlSi

. Gęst. 2,54-2,57 g/cm

, tw. 6, ukł.

jednoskośny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Mikroklin. (K, Na)AlSi

. Gęst. 2,54-2,57 g/cm

, tw. 6,

ukł. trójskośny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Anortoklaz. K, Na AlSi

. Gęst. 2,58-2,61 g/cm

, tw. 6,

ukł. trójskośny, poł. szklisty, łup. doskonała.

Skalenie alkaliczne (sodowo-potasowe):

Tworzą 31% wagowych skorupy ziemskiej. Średnio odporne na wietrzenie. Występują w
granitach, granodiorytach i sjenitach. Obecne równieŜ w skałach przeobraŜonych oraz w
duŜych i średnich okruchach skał osadowych

Skalenie sodowo-wapniowe (plagioklazy):

Albit. NaAlSi

. Gęst. 2,61 g/cm

, tw. 6, ukł. trójskośny, poł.

szklisty, łup. doskonała.

Anortyt. CaAl

. Gęst. 2,76 g/cm

, tw. 6, ukł. trójskośny, poł.

szklisty, łup. doskonała.

Składniki

plagioklazów

% albitu

% anortytu

Albit

90 - 100

0 - 10

Oligoklaz

70 - 90

10 - 30

Andezyn

50 - 70

30 - 50

Labrador

30 - 50

50 - 70

Bytownit

10 - 30

70 - 90

Anortyt

0 - 10

90 - 100

rednio odporne na wietrzenie. Występują w diorycie, granodiorycie,

bazalcie i gabrze oraz jako minerały domieszkowe w granicie, i sjenicie.
RównieŜ w skałach przeobraŜonych oraz osadowych skałach
okruchowych

SKALENOIDY (skaleniowce)

Nefelin. NaAlSiO

. Gęst. 2,55-2,65 g/cm

, tw. 5,5-6, ukł. heksagonalny, poł. szklisty lub tłusty, łup.

słaba. Bezbarwny, szary, brunatnoszary, zielonawy, czerwonawy lub rzadziej biały.

Sodalit. Na

Cl. Gęst. 2,1-2,5 g/cm

, tw. 5-6, ukł. regularny, poł. szklisty lub tłusty, łup.

niewyraźna. Najczęściej niebieski, takŜe biały, szary, Ŝółty lub czerwonawy.

Leucyt. KAlSi

. Gęst. 2,45-2,50 g/cm

, tw. 5,5-6, ukł. regularny, poł. szklisty lub tłusty, łup.

niewyraźna. Biały, brudnobiały lub jasnoszary.

Skały stosunkowo rzadkie. Powstają z lekkiej magmy ubogiej w krzemionkę,
natomiast bogatej w potas i sód. Występują w skałach zasadowych.

ŁYSZCZYKI (MIKI)

Muskowit (Łyszczyk jasny, mika biała). KAl

(OH)

. Gęst. 2,76-3,10

g/cm

, tw. 2-2,5, ukł. jednoskośny, poł. diamentowy, łup. doskonała.

Bezbarwny, szary, zielonawy lub brunatnawy. Miękki ale bardzo odporny na
wietrzenie chemiczne. Występuje w skałach magmowych głębinowych
(granitach i granodiorytach) oraz wielu skałach metamorficznych (gnejsach
i łupkach łyszczykowych). Minerał domieszkowy w skałach osadowych
- w formie drobnych blaszek i łusek.

Biotyt (Łyszczyk ciemny, mika czarna). K(Fe, Mg, Al)

(OH)

. Gęst.

2,8-3,4 g/cm

, tw. 2,5-3, ukł. jednoskośny, poł. metaliczny, łup. doskonała.

Czarny, ciemnobrunatny lub czarnooliwkowy. Zawiera bardzo duŜo
składników pokarmowych. Stosunkowo łatwo wietrzeje.WaŜny minerał
domieszkowy w skałach magmowych głębinowych (granit, granodioryt,
sjenit, dioryt i gabro) oraz w niektórych skałach metamorficznych (łupki
łyszczykowe, gnejsy, hornfelsy). W skałach osadowych rzadki ze względu
na podatność na wietrzenie. Ale występuje w duŜych odłamkach skał
okruchowych - kamieniach i Ŝwirach.

PIROKSENY

Pirokseny rombowe:

Enstatyt. Mg

. Gęst. 3,1-3,3 g/cm

, tw. 5,5, ukł. rombowy, poł. szklisty, łup. doskonała.

Bezbarwny, szarobiały z zielonawym odcieniem rzadziej brunatno-zielony.

Hipersten. (FeMg)Si

. Gęst. 2,8-3,4 g/cm

, tw. 2,5-3, ukł. rombowy, poł. szklisty, łup.

doskonała. Czarny, ciemnobrunatny lub czarnooliwkowy.

Pirokseny jednoskośne:

Diopsyd. Ca(Mg,Fe)Si

. Gęst. 3,27-3,38 g/cm

, tw. 5,5-6, ukł. jednoskośny, poł. szklisty, łup.

doskonała. Czarny, ciemnobrunatny lub czarnooliwkowy.

Augit. (Ca,Mg,F

,Al,Fe

, Ti)

(Si,Al

)

). Gęst. 3,2-3,6 g/cm

, tw. 5-6, ukł. jednoskośny, poł.

słaby, łup. doskonała. Czarny.

Egiryn. NaFe

. Gęst. 3,5-3,6 g/cm

, tw. 5-6,5, ukł. jednoskośny, poł. szklisty, łup. dobra.

(Ca, Mg, Fe, Na, Mn) (Si

)

Krzemiany łańcuchowe (czworościany połączone wzdłuŜ jednej osi)
Dlatego tworzą wydłuŜone kryształy o pokroju słupkowym lub igiełkowym.
Tempo wietrzenia średnie, uwalniają duŜe ilości Ca, Mg
i Fe oraz innych kationów.

AMFIBOLE

Amfibole rombowe

Antofyllit. (Mg, Fe)

(OH)

(Si

)

. Gęst. 2,85-3,2 g/cm

, tw. 5,5-6, ukł. rombowy, poł. szklisty,

łup. doskonała. Brunatny, brunatnozielony do zielonawego .

Amfibole jednoskośne

Tremolit. Ca

(OH)

(Si

)

. Gęst. 2,98-3,40 g/cm

, tw. 5-6, ukł. jednoskośny, poł. szklisty,

łup. doskonała. Bezbarwny, szary, Ŝółtawy.

Hornblenda zwyczajna. Ca

(Mg,Fe)

(OH)

. Gęst. 3-3,5 g/cm

, tw. 5,5, ukł. jednoskośny,

poł. szklisty, łup. doskonała. Zielonoczarna, brunatnoczarna do czarnej.

Krzemiany głównie Ca, Mg, i Fe, w mniejszym stopniu Al. i Na.
NaleŜą do krzemianów wstęgowych – czworościany połączone są
we wstęgi, a w sieci krystalicznej występują grupy hydroksylowe
(-OH). Tworzą wydłuŜone kryształy o pokroju słupkowym
igiełkowym lub włóknistym. Barwa zwykle ciemna, zielonkawa
lub czarna. Wietrzeją łatwiej od piroksenów, uwalniają podobnie
jak pirokseny duŜo Ca, Mg i Fe.

OLIWINY

Chryzolit (oliwin właściwy). (Mg,Fe)

SiO

. Gęst. 3,0-3,5 g/cm

tw. 6,5-7, ukł. rombowy, poł. szklisty. śółty z zielonawym

odcieniem, często bezbarwny.

Forsteryt. Mg

SiO

. Gęst. 3,2 g/cm

, tw. 6,5-7, ukł. rombowy, poł. szklisty.

Fajalit. Fe

SiO

. Gęst. 4,0-4,35 g/cm

, tw. 6-6,5, ukł. rombowy, poł. szklisty.

CiemnoŜółty do zielonawoczarnego.

Ortokrzemiany magnezu i Ŝelaza. Występują głównie w skałach

ultrazasadowych (dunity, perydotyty, piroksenity), oraz jako minerały

domieszkowe w gabrze i bazalcie.. Mogą się przekształcać

w serpentyny. Łatwo wietrzeją uwalniając magnez i Ŝelazo.

GRANATY

(SiO)

(Me

to Ca, Mn, Fe

lub Mg, a Me

to Al lub Fe

). Gęst. 3,5-4,4 g/cm

, tw. 6,5-

7,5, ukł. regularny, łup. niewyraźna, poł. szklisty, tłusty lub diamentowy. Częste domieszki w skałach
metamorficznych. Wiele barwnych odmian.

EPIDOTY

Epidot. Ca

(Al,Fe

)Al

O[SiO

][Si

](OH) Gęst. 3,38-3,5 g/cm

, tw. 6-7, ukł. jednoskośny, poł. szklisty, łup.

doskonała. śółtawozielony, oliwkowy do czarnozielonego.

TURMALINY

Turmalin. (Na,Ca)(Mg,Al)

[Si

](O,OH)

. Gęst. 3,0-3,5 g/cm

, tw. 7, ukł. trygonalny, łup. niewyraźna,

poł. szklisty. Barwne odmiany.

CHLORYTY

Talk. Mg

(OH)

[Si

]. Gęst. 2,7-2,8 g/cm

, tw. 1, ukł. jednoskośny, łup. doskonała, poł. tłusty lub perłowy.

Bezbarwny, szary lub zielonawy.

SERPENTYNITY

Antygoryt. (Mg,Fe

)

(OH)

[Si

]. Gęst. 2,58 g/cm

, tw. 3-4, ukł. jednoskośny, łup. doskonała, poł. szklisty.

Zielony z odcieniem oliwkowym, szarym lub Ŝółtym.

Chryzotyl. Mg

(OH)

O. Gęst. 2,36-2,50 g/cm

, tw. 2-3, ukł. jednoskośny, łup. niewyraźna, poł. szklisty.

Zielony, złotoŜółty lub szarym. Odmiana włóknista to azbest.

MINERAŁY ILASTE

Glinokrzemiany wtórne, powstałe z wietrzenia krzemianów pierwotnych.

Wietrzenie chemiczne krzemianów polega na hydrolizującym działaniu wody.

Jako sole słabych kwasów rozpadają się w wodzie na wolny kwas i wolną zasadę.

Proces polega na wnikaniu do siatki krystalicznej minerałów jonów wodorowych.

Wypierają one znajdujące się w naroŜach i na powierzchni sieci krystalicznej

kationy zasadowe - ługowanie kationów zasadowych. Następnie na skutek

zastąpienia jonów metali przez znacznie mniejsze od nich jony wodoru sieć

krystaliczna minerału traci swą pierwotną spoistość, a sam minerał rozpada się

na dwie zasadnicze części: krzemionkę i tlenek glinu.

O*Al

*6SiO

+ 2H

O = H

O*Al

*6SiO

+ 2K

+ 2OH

O*Al

*6SiO

= H

O + Al

+ 6SiO

Minerały ilaste cd.

Uwalniane ze zniszczonej sieci krystalicznej krzemionka i tlenek glinu

przechodzą do wody w formie koloidalnych zoli. Zole te róŜnią się istotnie ładunkiem

elektrycznym: w roztworze kwaśnym lub obojętnym wodorotlenek glinu ma ładunek

kwaśny i właściwości zasady, krzemionka natomiast ma ładunek ujemny i charakter

kwasu. Zole krzeminki i tlenku glinu przyciągają się wzajemnie i gdy ich ładunki ich

cząsteczek zobojętnią się, wytrącają się z roztworu w postaci Ŝeli o róŜnym stosunku

ilościowym Al

do SiO

, zaleŜnie od odczynu środowiska, w którym zachodzi

wietrzenie. Wydzielające się Ŝele krzemionki i tlenku glinu nie pozostają długo w stanie

bezpostaciowym. Przyjmują one budowę krystaliczną z siatką nowych minerałów

glinokrzemianowych, zwanych ilastymi.

Minerały ilaste mogą teŜ powstawać z przebudowy pierwotnych

glinokrzemianów posiadających budowę warstwową (z łyszczyków i chlorytów).

Następuje wtedy wyługowanie z sieci krystalicznej metali alkalicznych i wytrącenie się

tylko części krzemionki.

Minerały ilaste grupy kaolinitu

Budowa dwuwarstwowa. Kaolinit, haloizyt, dykit, nakryt.

Kaolinit. Al

*2SiO

*2H

O. Twardość 2 - 2,5, gęstość 2,63 g/cm

, Układ

jednoskośny. Łupliwość doskonała. Biały, Ŝółtawy. Łuseczkowe agregaty

o ziemistym wyglądzie. Powstaje z wietrzenia róŜnych minerałów przy

duŜym udziale CO

. Siatka krystaliczna jest sztywna. Przestrzenie

międzypakietowe niedostępne dla wody i jonów. Pęcznienie tylko do 0,5

(max. 1,0) %. Główny minerał ilasty gleb tropikalnych (laterytów)

powstający przy duŜych opadach i silnego wypłukiwania kationów

zasadowych. W glebach Polski niewiele kaolinitu.

Schemat budowy minerałów ilastych dwuwarstwowych

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa ośmiościanów

przestrzeń międzypakietowa

Sieć krystaliczna typu 1 : 1

przestrzeń międzypakietowa

Schemat budowy minerałów ilastych trójwarstwowych

Sieć krystaliczna typu 2 : 1

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa

czworościanów

warstwa ośmiościanów

ój

przestrzeń międzypakietowa

ój

przestrzeń międzypakietowa

Pakiet

trójwarstwowy

Uwodnione łyszczyki (hydromiki)

Budowa trójwarstwowa. Pospolicie w glinach zwałowych i lessach.

Hydromuskowit,

hydrobiotyt, illit, wermikulit, glaukonit.

Hydromuskowit. KAl

(SiAl)

* nH

O. bardzo podobny do muskowitu. Zawiera

do 9 % wody i do 5 % potasu. W iłach, glinach i kompleksie sorpcyjnym gleb.

Powstaje z wietrzenia łupków i gnejsów.

Hydrobiotyt. K(Mg, Fe)

(SiAl)

(OH)

. Podobny do biotytu, ale zawiera mniej

K, Fe, Al i SiO

. W skałach zawierających biotyt.

Illit. K

(OH)

[(Si, Al)

]. Gęstość 2,6-2,9

g/cm

tw. 1-2, układ jednoskośny,

biały, zielonawy lub brunatnawy. Mikrokrystaliczne agregaty łuseczkowe. Bardzo

pospolity składnik glin, zwietrzelin i iłów. Głównie

z wietrzenia skaleni. Bardzo silnie wiąŜę potas. MoŜe zawiera do 6 % potasu.

Glaukonit. K

(Fe

Mg, Al, Fe

)

(OH)

[(Si, Al)

] * 10H

O. Tw. ok. 2, gęst.

2,2-2,9

g/cm

układ jednoskośny, zielony z róŜnymi odcieniami. Pospolity

w utworach morskich: piaskach, piaskowcach, mułkach, marglach i wapieniach

piaszczystych. Piaski glaukonitowe.

Minerały ilaste grupy montmorylonitu

Budowa trójwarstwowa. Montmorylonit, beidelit, nontronit, saponit, sokonit.

Montmorylonit. Al

*4SiO

O. Gęstość 1,7-2,7 g/cm

, Twardość 1,5.

Miękki i tłusty w dotyku. Biały z odcieniem szarym, róŜowym lub

czerwonawym. Sieć krystaliczna spręŜysta. Odległości międzypakietowe

zmienne. W przestrzenie międzypakietowe mogą bez trudności wchodzić

cząsteczki wody rozciągając pakiety. DuŜa zdolność pęcznienia. Minerał

ilasty bardzo często tworzący się w glebach klimatu umiarkowanego w

obecności kationów zasadowych.

Wermikulit. (MgCa)

0,7

(Mg, Fe, Al)

(OH)

[(Al, Si)

]*8H

O. Twardość 1,

gęstość ok. 2,3-2,7 g/cm

, łupliwość doskonała. Układ jednoskośny. Bezbarwny,

ółtawy, zielonawy lub brunatny. Podobny do zwietrzałego biotytu. Powstaje

w zwietrzelinie bogatej w jony magnezu. Posiada duŜą pojemność sorpcyjną

i bardzo duŜe zdolności pęcznienia.

Allofany. Al

*nSiO

*mH

O. Bezpostaciowe minerały ilaste. Posiadają bardzo

duŜą pojemność sorpcyjną. Sorbują zarówno kationy jak i aniony.

Właściwości niektórych minerałów ilastych

260

100

Allofany

67 - 100

20 - 50

1,00

Illit

100 - 300

100 - 200

1,40 - 1,50

Wermikulit

600 - 800

80 - 120

0,96 - 2,14

Montmorylonit

100

5 - 10

0,72

Haloizyt

14 - 23

3 - 15

0,72

Kaolinit

Powierzchnia

właściwa

/g]

Pojemność

Wymienna

[me/100g]

Odległości

międzypakietowe

[nm]

Minerał ilasty