background image

 

Klasyfikacja i właściwości fizyczne, skład chemiczny 

minerałów 

 
Minerał    najmniejsza  jednostka  geologiczna,  z  której  zbudowana  jest 

skorupa  ziemska,  powstała  w  sposób  naturalny,  związek  chemiczny, 

mieszanina  pierwiastków  lub  związków  chemicznych  występujących  w 

określonym stanie skupienia. 

 
Minerały występujące w przyrodzie można podzielić na: 

-  bezpostaciowe (amorficzne)  ciecze, szkliwa, koloidy (żele),  
-  krystaliczne    prawidłowa  budowa  wewnętrzna,  ułożenie  atomów, 

jonów i cząsteczek w postaci sieci krystalicznej 

 
Minerały  tworzą  określone  prawidłowości  –  układy  krystalograficzne: 

regularny,  rombowy,  jednoskośny,  trójskośny,  heksagonalny,  trygonalny, 

tetragonalny  

 
 
 

Właściwości minerałów (fizyczne i chemiczne)

 

 

1. 

Właściwości fizyczne

 

 

barwa   

zależy  od  składu  chemicznego  minerału  lub  od  budowy 

wewnętrznej 

Wyróżniamy minerały: 

  bezbarwne  

nie maja dla siebie charakterystycznej barwy, bądź 

też nie mają żadnej barwy (np. halit, kryształ górski) 

  barwne  

(mają własną barwę – cecha stała; czarna (magnetyt), 

czerwona  (cynober),  zielona  (malachit),  ciemnoniebieski  (azuryt), 

niebieska (turkus) 

  zabarwione  

zawieraj a domieszki które nadają im zabarwienie; 

w  zależności  od  domieszki  mogą  być  zabarwione  na  żółto 

(cytryn),  szary  (kwarc  zadymiony),  biały  (kwarc  mleczny), 

fioletowy (ametyst) 

background image

 

 

rysa   

jest  to  barwa  proszku  jaki  uzyskamy  przy  potarciu  minerału  o 

płytkę  porcelanową  bądź  poprzez  zarysowanie  przedmiotem 

twardszym. 

Robiąc rysę możemy rozróżnić minerał barwny od zabarwionego. 

Minerały  barwne  maja  rysę  barwną,  barwa  może  być  identyczna  z 

barwa  samego  minerału  (np.  malachit,  galena,  magnetyt).  Są  tez 

wyjątki: hematyt - rysa wiśniowa 

Minerały zabarwione mają rysę białą lub szarą. 

 

 

połysk  jest to właściwość powierzchni minerału  

Wyróżniamy następujące rodzaje połysku:  

  metaliczny  

minerały nieprzezroczyste, intensywnie zabarwiona 

rysa (galena, złoto, srebro, piryt, chalkopiryt)  

 

półmetaliczny    podobny  do  metalicznego  ale  nieco  słabszy, 

jaśniejsza rysa (hematyt, magnetyt, cynober) 

  niemetaliczny  dzielimy na: 

szkli

sty (wygląda jak powierzchnia szklana)  

tłusty (jak blask tłustej powierzchni) 

matowy (ziemisty) 

ziemisty (zwyczajny)  

diamentowy 

perłowy 

jedwabisty 

 

 

spójność    jest  to  sposób  reakcji  minerałów  na  działanie  czynników 

mechanicznych (siły odkształtujące) zaginanie, kłucie, zgniatanie itd. 

Ze względu na spójność wyróżniamy minerały:  

 

sprężyste - mają zdolność powrotu do postaci pierwotnej          

(np. muskowit, biotyt) 

 

giętkie - nie wracają do poprzedniej postaci (np. kaolinit, talk) 

  kruche - 

nie dają się odkształcić, ulęgają rozdrobnieniu  

background image

 

 

włókniste (strugalne) - rozpad na włókna (np. miedź rodzima) 

  kowalne - 

ulęgają spłaszczeniu na cienkie blaszki, podatne na 

walcowanie (np. złoto, srebro) 

 

łagodne - nie rozpryskują się w czasie skrobania (np. grafit) 

 

 

przezr

oczystość  zdolność przepuszczania światła 

Wyróżniamy minerały: 

  przezroczyste  

  nieprzezroczyste  

 

 

łupliwość  zdolność kryształów i ciał krystalicznych do rozłupywania 

się  pod  wpływem  czynników  mechanicznych  wzdłuż  płaskich 

powierzchni (płaszczyzn łupliwości)  

Wyróżniamy następujące rodzaje łupliwości: 
 

 

doskonała - minerał daje się rozłupać na cienkie i gładkie blaszki 

(np. kalcyt, mika, gips, halit) 

 

wyraźna  -  powstają  części  drobniejsze  (skalenie,  aragonit, 

malachit) 

 

dokładna - płaszczyzny są gładkie, lecz minerał trudniej się łupie 

(anhydryt, topaz, korund) 

 

Podczas  rozłupywania  mogą  powstawać  nierównomierne,  nieforemne 

powierzchnie  

przełam minerałów 

Zależnie  od  wyglądu  powierzchni  wyróżniamy  przełamy:  muszlowy, 

haczykowaty, równy, nierówny (chropowaty)  

background image

 

 

 

twardość    opór  minerału  na  nacisk  –  zarysowanie  (ocena  na 

podstawie łatwości zarysowania powierzchni minerałów)  

Jako  skale  porównawczą  stosuje  się  zestaw  10  minerałów  o 

wzrastającej twardości – skala Mohsa 

 

Skala Mohsa 

Skala twardości 

(1

o

)   

 

talk  

rysuje się paznokciem 

(2

o

)   

 

gips  

rysuje się paznokciem 

(3

o

)   

 

kalcyt  

można zarysować metalowym przedmiotem 

(4

o

)   

 

fluoryt  

można zarysować metalowym przedmiotem 

(5

o

)   

 

apatyt  

można zarysować metalowym przedmiotem 

(6

o

)   

 

ortoklaz  

rysuje szkło 

(7

o

)   

 

kwarc  

rysuje szkło 

(8

o

)   

 

topaz  

przecina szkło 

(9

o

)   

 

korund  

przecina szkło 

(10

o

)   

 

diament  

przecina szkło 

 

 

 

 

gęstość  stosunek masy próbki materiału [g] do objętości [cm

3

Ze względu na gęstość minerały można podzielić na: lekkie, średnio 

ciężkie, ciężkie i bardzo ciężkie 

 

 

inne właściwości fizyczne minerałów: zapach, smak, magnetyzm, 

opalizację, przewodnictwo elektryczne, radioaktywność 

background image

 

2

Właściwości chemiczne

Podział minerałów na podstawie składu chemicznego:  

 

pierwiastki rodzime 

(np. złoto, siarka, srebro, platyna, rtęć , bizmut, 

węgiel C dwie odmiany - grafit i diament) 

 

 

siarczki związki pokrewne – należą tu minerały będące beztlenowymi 

związkami metali z np. siarką, selenem, arsenem, bizmutem (np. piryt 

FeS

2

, galena PbS, sfaleryt ZnS, molibdenit MoS, cynober HgS) 

 

 

chlorki i związki pokrewne (fluorki, bromki, jodki); najważniejsze z 

nich to: halit NaCl, sole potasowe sylwin KCl, fluoryt CaF

2

,  

 

 

tlenki i wodorotlenki (kwarc SiO

2

, hematyt Fe

2

O

3

, magnetyt Fe

3

O

4

korund Al

2

O

3

, chalcedon SiO

2

 

 

sole kwasów tlenowych – wyróżniamy grupy: 

  krzemiany (np. pirokseny, oliwiny) 

  glinokrzemiany (np. kaolinit, albit, muskowit) 

 

węglany (np. kalcyt, dolomit, magnezyt) 

  siarczany (np. gips, baryt, kizeryt) 

  fosforany (np. apatyt, wiwianit) 

  azotany (saletra sodowa (chilijska), saletra potasowa (indyjska) 

  borany (boraks rodzimy) 

 

związki organiczne (bursztyn i ozokeryt czyli wosk ziemny) 

background image

 

MINERAŁY  

 

pierwotne  

powstają przez krystalizacje z magmy, roztworów 

pomagmowych lub gazów i par  związanych z magmą 

 

wtórne  powstają w wyniku przeobrażenia minerałów pierwotnych 

 

pochodzenia organicznego  

powstają na skutek działalności 

roślin i zwierząt 

 

endogeniczne  

powstały z wykorzystania energii wnętrza ziemi w 

procesach krystalizacji magmy  

 

egzogeniczne  

powstałe w wyniku energii zewnętrznej – 

słonecznej (zmiany temp, wiatry, parowanie wody) 

 

 

 

Minerały skał magmowych  

(Minerały  te  krystalizują  się  bezpośrednio  z  magmy  i  stanowią  podstawowe 
składniki skał magmowych)

 

 

 

kwarc SiO

2

  

Cechy: 

-  bezbarwny  (kryształ  górski)  lub  zabarwiony  np.  szary  –  kwarc 

dymny;  złocistożółty  –  cytryn;  fioletowy  –  ametyst;  biały  –  mleczny; 
czarny 

– morion;  

-  połysk szklisty, na przełamie tłusty 
-  twardość 7 
-  przełam muszlowy 
-  rysa biała 
-  kruchy, niełupny (brak łupliwości) 
-  odporny na wietrzenie chemiczne i fizyczne 
-  nie reaguje z kwasami (za wyjątkiem HF - kw. fluorowodorowego) 
 

 

background image

 

 

Skalenie (ortoklaz, plagioklazy [albit, anortyt]) 

Glinokrzemiany  potasu,  sodu  i  wapnia,  niekiedy  baru,  głównie  z  różnymi 
domieszkami Li, Cs. Dzielimy je na: 

  potasowo-sodowe (alkaliczne)  
  sodowo-wapniowe zwane plagioklazami  

 
Cechy: 

-  twardość 6-6,5 
-  połysk szklisty 
-  łupliwość doskonała - dwukierunkowa 
-  barwa jasna, białe, szarawe, czerwonawe od domieszek Fe

2

-  podatne na wietrzenie chemiczne 

 

  skalenie  potasowo-sodowe  (alkaliczne)  (K,Na)  [AlSi

3

O

8

]  stanowią 

prawie  polowe  skaleni  występujących  w  skałach  magmowych,  zaliczane 
do skaleni kwaśnych (zaw. SiO

2

), najpopularniejsze to: 

  ortoklaz  K[AlSi

3

O

8

]  

  mikroklin  (K, Na) [AlSi

3

O

8

] odmiana ortoklazu 

 

 sodowo-wapniowe zwane plagioklazami  

 

albit Na[AlSi

3

O

8

 

anortyt Ca[Al

2

 Si

2

O

8

W zależności od % zawartości anortytu w cząsteczce plagioklazu wyróżnia 
się minerały: albit (0-10% anortytu), oligoklaz (10-30%), andezyt (30-50%), 
labrador (50-70%), bytownit (70-90%) i anortyt (90-100%). 
Wraz  ze  wzrost

em  %  zawartości  anortytu  w  cząsteczce  plagioklazu 

zmniejsza się ilość SiO

2

 

(są bardziej zasadowe) (tzn. zawierające do 30% 

anortytu  

kwaśne, 70-100%  zasadowe, 30-70%  obojętne) 

 
 

 

Łyszczyki = miki (biotyt i muskowit) 

Glinokrzemiany warstwowe zawierające różne kationy metali  

Cechy: 

-  twardość 2-3 
-  łupliwość doskonała jednokierunkowa 
-  minerały sprężyste 
-  połysk lekko perłowy 
-  barwa biała, szara, żółtawa, brunatna, ciemnozielona 
-  tworzą skupienia blaszkowate, łuskowate, zbite 

 

  biotyt K(Mg,Fe,Mn)(OH)

2

 [AlSi

3

O

10

] - mika czarna 

  muskowit 

KAl

2

(OH)

2

[AlSi

3

O

10

mika 

potasowo-glinowa, 

bezbarwna, biała, zaw. domieszki, trudno wietrzeje chemicznie 

 

background image

 

 

Amfibole (hornblendy) 

Grupa krzemianów Ca, Mg, Fe, Al, Na zawierających kationy metali 

Cechy: 

-  twardość 5-6 
-  minerały barwne: szare, zielone, czarne, ciemnobrunatne 
-  łupliwość dwukierunkowa 
-  połysk szklisty 
-  tworzą skupienia ziarniste i zbite 
 

Hornblendy np.: zwyczajna, bazaltowa 

  hornblenda zwyczajna sole kwasu (H

2

SiO

3

), ciemna barwa, pokrój 

słupkowy kryształów, łatwo wietrzeje chemicznie 

 

 

Pirokseny  

Krzemiany i glinokrzemiany zawierające w swym składzie np. Ca, Mg, Fe, 
Na, Al, Ni 
Cechy: 

-  twardość 5-6 
-  łupliwość dwukierunkowa 
-  połysk szklisty, jedwabisty, półmetaliczny 
-  barwa szara, zielona, brunatna, czarna 
-  rysa szara, zielona, czarna 
-  łatwo wietrzeją chemicznie 
 

  diallag 

– zielonawoszary, brunatny, składnik skał klasy gabra 

  augit 

– barwa czarna, brunatna 

 

 

Oliwiny (Mg,Fe)

2

 [SiO

4

] 

Krzemiany  wyspowe  (ortokrzemiany),  których  skrajnymi  ogniwami  są 
forsteryt Mg

2

[SiO

4

] i fajalit Fe

2

[SiO

4

]; Zawiera

ją domieszki tj. Mn, Al., Ca, Ni 

Cechy: 

 

-  twardość 6,5-7 
-  barwa oliwkowozielona 
-  połysk szklisty, na przełamie tłusty 
-  wyraźna łupliwość  
-  przełam muszlowy 
-  mało odporne chemicznie 

 

background image

 

Minerały magmowe poboczne i akcesoryczne (dodatkowe) 

Minerały  te  powstają  z  minerałami  głównymi  podczas  krystalizacji  magmy. 
Te, które występują w skałach w mniejszych ilościach to są poboczne a te, co 
pojawiają  się  sporadycznie  (w  pewnych  typach  skał)  bądź  w  ogóle  to 
akcesoryczne (dodatkowe). 
 
Minerały poboczne 
 

  apatyt  Ca

5

[(F,Cl,OH)(PO

4

)]

3

 

–  bezwodne  fosforany  wapnia:  apatyt 

fluorowy, chlorowy, hydroksylowy. 

Cechy: 

 

- twardość 5 
- barwa: szare, białe, brunatne; rysa biała lub szara 
- łupliwość niewyraźna 
- połysk szklisty 
- główne źródło do produkcji nawozów fosforowych 

 

  magnetyt Fe

3

O

4

 tlenek 

żelazawo-żelazawy 

Cechy: 

 

- twardość 5,5-6 
- barwa żelazistoczarna, szara; rysa czarna 
- połysk półmetaliczny 
- właściwości magnetyczne 
- łatwo rozpuszcza się w HCl 
- odporny na wietrzenie chemiczne 

 

  hematyt Fe

2

O

3

 

tlenek żelazowy o układzie trygonalnym  

Cechy: 

 

- twardość 5-6 
- barwa: czerwona, żelazistoczarna; rysa barwna 
- połysk metaliczny, ziemisty lub matowy 
- niełupliwy, kruchy o przełamie muszlowym 

 

  piryt FeS

2

 

siarczek żelazawy 

Cechy: 

 

- twardość 6-6,5 
- barwa: żółtobrązowa; rysa czarna, nieprzezroczysty 
- przełam muszlowy 
- połysk metaliczny 
- niewielkie cechy magnetyczne 

 

background image

 

10 

Minerały akcesoryczne: 
 

  granaty (Ca,Mg,Fe)Al

2

(SiO

4

)

3

 krzemiany wyspowe (np. pirop, almadyn, 

grossular, spessartyn, uwarowit, calderyt) 

 

Cechy: 

 

- twardość 6,5-7,5 
- barwa: czerwona, brunatna 
- połysk szklisty, tłusty 
- przełam muszlowy, ziarnisty 
- łupliwość niewyraźna 

 

  galena 

PbS siarczek ołowiu z domieszką np. Ag, Zn, Fe, Bi 

 

Cechy: 

 

- twardość 2,5-3 
- połysk metaliczny 
- barwa: ołowianoszara, czarna; rysa ciemnoszara, czarna 
- łupliwość doskonała 
- najpospolitszy minerał ołowiu 

 

  chalkopiryt  Cu

2

S  Fe

2

S

3

  -  siarczek  miedziawo-

żelazowy  z  domieszką 

Ag, Au 

   

Cechy: 

 

- twardość 3,5-4 
- połysk metaliczny 
- barwa mosiężnożółta z odcieniem zielonawym 

 

  fluoryt CaF

2

 fluorek wapnia 

 

Cechy: 

 

- twardość 4 
- połysk szklisty 
- barwa: żółta, zielona, fioletowa, może być bezbarwny 
- łupliwość doskonała 
- najbardziej rozpowszechniony minerał fluoru 

 
inne

 

  korund 

  sfaleryt 

  magnezyt 

 

malachit

 

  synderyt 

background image

 

11 

Minerały skał osadowych 

 

  opal SiO

2

 nH

2

O dwutlenek krzemu 

Cechy: 

 

- twardość 5,5-6,5 
- bezpostaciowy, nie tworzy kryształów, żel krzemionkowy 
- bezbarwny lub zabarwiony (żółty, zielony, różowy) 
- opalizuje 
- połysk szklisty 
- rysa biała 

 
 

  chalcedon  SiO

2

 

skrystalizowana  odmiana  kwarcu,  w  zależności  od 

zabarwienia są różne nazwy: zielony – chryzopraz, prążkowany – agat,  

Cechy: 

 

- twardość 6 
- połysk matowy 
- rysa biała 

 
 

  getyt Fe

2

O

3

 H

2

O uwodniony tlenek żelazowy  

Cechy: 

 

- twardość 5-5,5 
- barwa brunatna, żółtawa 
- połysk metaliczny, diamentowy 

 
 

  hydrogetyt (limonit) Fe

2

O

3

 3H

2

 

Cechy: 

 

- twardość zmienna w zależności od stanu fizycznego 
- barwa brunatna z żółtawym odcieniem: rysa brunatna 

 
 

  kalcyt CaCO

3

 

węglan wapniowy zaw. domieszki Mn, Fe, Zn, Co, Pb 

Cechy: 

 

- twardość 3 
- bezbarwny, biały, zabarwiony na żółto; rysa biała 
- połysk szklisty, matowy 
- kruchy 
- łupliwość doskonała  
- reaguje z HCl burzliwie wydzielając CO

2

 

- wyst.  w  skupieniach  ziarnistych,  włóknistych,  naciekowych 

(stalaktyty, stalagmity) 

- główny składnik skał osadowych wapiennych 

 

background image

 

12 

  dolomit CaMg (CO

3

)

2

 

węglan wapniowo-magnezowy zaw. Fe, Mn, Pb 

Cechy: 

 

- twardość 3,5-4 
- barwa: szarobiała, żółtawa 
- połysk szklisty, perłowy 
- kruchy 
- łupliwość doskonała;  

 

  syderyt FeCO

3

 

węglan żelazawy, zawierający domieszki Ca, Mg, Mn 

Cechy: 

 

- twardość 3,5-4,5 
- barwa żółtoszary, brunatny 
- połysk szklisty, perłowy 
- łupliwość doskonała 

 

  magnezyt MgCO

węglan magnezu  

Cechy: 

 

- twardość 4-4,5 
- połysk szklisty  
- barwa biała z żółtawym lub szarawym odcieniem; biała rysa 
- łupliwość bardzo dobra 

 

  gips CaSO

4

 2H

2

O -uwodniony siarczan wapnia 

Cechy: 

 

- twardość 1,5-2 
- bezbarwny, biały lub szary 
- połysk szklisty, perłowy 
- łupliwość doskonała 
- występuje w postaci zbitej - alabaster  

 

  hydrargilit Al(OH)

(gibbsyt) wodorotlenek glinowy zaw. Si, Fe, Mg. 

Cechy: 

 

- twardość 2,5-3,5 
- połysk szklisty, perło wy 
- barwa: biała, jasnoszara, zielonkawa 
- ulega działaniu HCl 

 

  halit 

NaCl chlorek sodu (sól kuchenna) Ca, Mg, K  

Cechy: 

 

- twardość 2 
- bezbarwny, czasem zabarwiony: żółto, niebiesko; rysa biała 
- połysk szklisty 
- kruchy 
- smak słony 
- występuje  w  złożach  solnych:  Inowrocław,  Bochnia, 

Wieliczka 

background image

 

13 

  sylwin 

KCl chlorek potasu z domieszką Na, Mg, Cs 

Cechy: 

 

- twardość 1,5-2 
- bezbarwny, żółtawy, różowy 
- połysk szklisty 
- smak słonogorzki 

 

  wiwianit  Fe

3

(PO

4

)

2

  8H

2

O  uwodniony  fosforan  żelazawy  zawierający 

domieszki Fe, Ca, Mg, Mn 

Cechy: 

 

- twardość 1,5-2 
- powstaje w środowisku ubogim w tlen 

 
 
Minerały wtórne ilaste: 
Stanowią grupę minerałów należących do krzemianów pakietowych, które 
maja  specyficzne  właściwości  fizyczne  (zdolność  do  pęcznienia)  i 
fizykochemiczne  (zdolność  do  wymiany  kationów  ze  środowiskiem),  Są 
głównym składnikiem skał ilastych. 
 

  kaolinit Al

4

(OH)

8

[Si

4

O

10

] lub Al

2

O

3

 2SiO

2

 2H

2

O 

Cechy: 

 

- pakiet dwuwarstwowy typ 1:1 
- powstaje w procesie kaolinityzacji 
- twardość 2-2,5 
- połysk ziemisty, szklisty 
- barwa biała, zielonkawa; rysa biała 
- łupliwość doskonała jednokierunkowa 

 

  illit (K,H

3

O)

2

Al

3

(Fe,Mg)[AlSi

7

O

20

](OH)

4

  

Cechy: 

 

- pakiet trójwarstwowy 2:1 
- twardość 1-2 
- barwa biała, szarą, brunatną; rysa biała 
- połysk perłowy 

 

  montmorylonit  

Cechy: 

 

- pakiet trójwarstwowy 2:1 
- twardość 1-2 
- barwa biała, zielonkawa, żółta, czerwonobrunatna 
- połysk ziemisty 
- kurczliwe, plastyczne 

 

background image

 

14 

Minerały skał metamorficznych 

 

  talk Mg

3

(OH)

2

[Si

4

O

10

] uwodniony krzemian magnezu (pakiet 2:1) 

Cechy: 

 

- twardość 1 
- barwa biała, zielona, brunatna 
- łupliwość doskonała 
- w dotyku tłusty 

 

  chloryt (Mg,Fe,Al)

6

[(OH)

8

(Al,Si)

4

O

10

] - uwodnione krzemiany pakietowe  

Cechy: 

 

- twardość 2-3 
- barwa butelkowozielona, czarnyrysa zielona 
- łupliwość doskonała jednokierunkowa 

 

  serpentyn 

(serpentyn płytkowy, włóknisty) 

Cechy: 

 

- twardość 2-3,5 
- barwa biały, ciemno zielony  
- połysk szklisty, jedwabisty 
- łupliwość doskonała 

 

  grafit C  

Cechy: 

 

- twardość 1 
- barwa czarny, stalowoszary 
- połysk metaliczny, matowy 
 

 

  cyjanit Al

2

SiO

(dysten) krzemian glinowy 

Cechy: 

 

- twardość  
- barwa: niebieski, biały, szary 
- połysk szklisty, perłowy 
- odporny na wietrzenie