Minerał – rodzima faza krystaliczna, powstała w wyniku procesów geologicznych lub homologicznych i stanowiąca składnik skorupy ziemskiej. Nieobjęte powyższą definicją składniki Ziemi i innych ciał kosmicznych, tj. bezpostaciowe ciała stałe, ciekłe i gazowe, nazywamy substancjami mineralnymi.

Ciało krystaliczne – to ciało jednorodne i anizotropowe pod względem, co najmniej jednej właściwości.

Kryształ – to takie ciało krystaliczne, które wykazuje prawidłową, wielościenną postać zewnętrzną samorzutnie wykształconą.

Skała – rodzimy utwór wielo-mineralny, rzadziej mono-mineralny, powstały w wyniku działania procesów geologicznych lub – szerzej – homologicznych i stanowiący geologicznie wyodrębnioną jednostkę strukturalną skorupy ziemskiej.

Złoże kopaliny – (w skrócie złoże) jest to takie naturalne nagromadzenie minerałów, skał oraz innych substancji stałych, gazowych i ciekłych, których wydobywanie może przynieść korzyść gospodarczą.

Recykling to doprowadzenie zużytych materiałów do stanu pozwalającego na ich ponowne wykorzystanie. Zaliczamy do niego m.in. recykling rożnego rodzaju opakowań, a więc: – recykling szkła – recykling papieru – recykling tworzyw sztucznych

Oś symetrii – to kierunek w czasie obrotu, wokół, którego następuje powtórzenie identycznych elementów powierzchni kryształu.

Środek symetrii – inaczej centrum symetrii („C”) – punkt położony wewnątrz kryształu, który łączy na przeciwległych końcach identyczne elementy kryształu znajdujące się w jednakowej od niego odległości.

Płaszczyzna symetrii – dzieli kryształ na dwie jednakowe części mające się względem siebie jak przedmiot i jego odbicie w lustrze. Oznaczamy ją symbolem („P”) lub (π).

Oś polarna Lp₄ jest to oś symetrii, która łączy rożne elementy powierzchni kryształu (np. naroże ze środkiem przeciwległej ściany).

Podstawowe prawa krystalograficzne: Zasada paralelizmu (prawo sieciowe): Każdej ścianie odpowiada zbiór równoległych do niej płaszczyzn sieciowych, a każdej krawędzi – zbiór równoległych prostych sieciowych. Prawo stałości kątów: Analogiczne ściany rożnych osobników krystalicznych tego samego minerału tworzą ze sobą zawsze jednakowe kąty. Prawo wymierności wskaźników: Wskaźniki wszystkich ścian kryształu są liczbami wymiernymi, całkowitymi i prostymi.

Układ krystalograficzny grupuje kryształy o pewnych wspólnych cechach symetrii geometrycznej. Warunkiem koniecznym, żeby występował środek symetrii jest obecność dwóch równoległych, przeciwległych względem punktu znajdującego się w krysztale takich samych ścian.

Postać prosta jest to zespół ścian symetrycznie równoważnych, tzn. dających się przeprowadzić jedna w drugą działaniem elementów symetrii, tworząc dane grupy symetrii. Dominująca postać prosta nadaje kryształowi charakterystyczny wygląd zewnętrzny, zwany jego pokrojem. Przykładowo, silnie rozwinięte ściany słupów amfiboli i apatytu nadają tym minerałom pokrój słupkowy lub igiełkowy.

Postać złożona – kombinacja złożeń prostych. Jej przykładem może być oś zwierciadlana. Ls₄.

Prawo stałości kątów Konsekwencją prawa stałości kątów jest specyficzny sposób przedstawiania ich na płaszczyźnie. Konsekwencją prawa stałości kątów jest m.in. wykonywanie rzutu kulistego, który następnie możemy przekształcić np. w projekcję stereograficzną. Na podstawie prawidłowo wykonanej projekcji i dysponując odpowiednią siatką projekcyjną (siatka Wulfa) można odczytać wartości kątów pomiędzy dowolnymi ścianami kryształów, a więc charakterystyczną dla kryształów cechę.

Defekty sieciowe mogą być widoczne w skali makro- i mikroskopowej (np. rysa): – makroskopowe (rysa, pęknięcie), – wtrącenia (intruzje – np. pęcherzyki powietrza). • Defekty submikroskopowe możemy zaobserwować przy pomocy fal rentgenowskich, • defekty sieciowe mogą występować w skali atomowej (Schotky'ego, Frenkl'a).

Wstępne diagnostyki składników występujących w surowcach mineralnych: gęstość, twardość, łupliwość, właściwości optyczne (dostrzegalne gołym okiem), właściwości magnetyczne. Wykorzystujemy je w celu dokładnej identyfikacji surowca mineralnego. W tym celu korzystamy z trzech metod identyfikacji fazowej: makroskopowa, rentgenograficzna, termiczna.

Gęstość Bardzo często w surowcach mamy do czynienia z mieszaniną minerałów. Do zbadania musimy wyodrębnić fazy. Często do badań surowcowych konieczne jest wydzielenie koncentratu danego składnika. Do tego służą tzw. jednorodne ciecze ciężkie. Aby rozdzielić ziarna mieszaniny, musimy odpowiednio dobrać ciecze ciężkie. Musimy pracować przy sprawnym wyciągu podczas pracy z cieczami ciężkimi – są silnie trujące.

Twardość jest to opor, jaki sieć krystaliczna jakiegoś ciała stawia zewnętrznym bodźcom mechanicznym, starającym się to ciało zarysować lub zetrzeć. Wyróżniamy skale twardości: – Mohsa; – Vickersa; – Rockwella; – Brinnella; Kwarc jest najtwardszym z pospolitych minerałów.

Łupliwość – jest to zdolność do pękania lub rozdzielania się pod wpływem uderzenia lub nacisku wzdłuż płaskich powierzchni, tj. płaszczyźnie łupliwości. Wyróżnia się łupliwość doskonałą, bardzo dobrą, dobrą, wyraźną, niewyraźną. Są też minerały pozbawione łupliwości, wykazują one tzw. przełom.

Skala Mohsa. Każdy minerał może zarysować minerał poprzedzający go na skali – bardziej miękki i może zostać zarysowany przez następujący po nim – twardszy. Jest to jedynie skala orientacyjna, a klasyfikacja polega na tym, że jeżeli badany minerał będzie w stanie zarysować powierzchnię minerału wzorcowego, będzie zaklasyfikowany z jego twardością. [1 Talk - paznokciem z łatwością; 2 Gips – paznokciem; 3 Kalcyt - miedzianym drutem z łatwością; 4 Fluoryt - ostrzem noża z łatwością; 5 Apatyt - ostrzem noża z trudem; 6 Ortoklaz - Stalą narzędziową (np. pilnikiem); 7 Kwarc - rysuje szkło; 8 Topaz - rysuje szkło z łatwością; 9 Korund - tnie szkło, daje się zarysować diamentem; 10 Diament - rysuje korund, daje się zarysować tylko innym diamentem;]

Izomorfizm. Niejednokrotnie obserwujemy podobieństwo struktur: Mg₂[SiO₄] : Fe₂[SiO₄]. Takie przypadki, gdy pewne substancje tworzą kryształy idealne lub zbliżone do siebie nazywamy izomorfizmem. Przyczyną izomorfizmu jest wybitne podobieństwo lub identyczność promieni jonowych.

Polimorfizm jest przeciwieństwem izomorfizmu. Występowanie jednej i tej samej substancji chemicznej w jednej lub większej ilości odmian strukturalnych. SiO2 występuje w kilku odmianach strukturalnych: - kwarc α; - kwarc β; - trydymit α; - trydymit β; - trydymit γ; - krystobalit α; - krystobalit β; Kwarc nie jest tlenkiem (dwutlenkiem krzemu), ale jest krzemianem szkieletowym (przestrzennym). Innymi przykładami polimorfizmu są:- TiO2 – rutyl, anataz, brookit - ZnS – sfaleryt, wurcyt.

Diadochia- zdolność zastępowania się jonów, atomów lub cząsteczek w strukturze krystalicznej. Wg Goldschmidta, diadochia zachodzi w kryształach jonowych. Diadochię możemy podzielić na izowalentna - gdy zastępują się atomy lub jony o tej samej wartościowości i heterowalentna - gdy zastępują się atomy lub jony o różnej wartościowości.

Pleochroizm – anizotropia barwy własnej. Wielobarwność (cecha określona w przypadku minerałów wykazujących barwę własną). Pleochroizm (w przypadku biotytu), jest najlepiej widoczny w przekrojach ujawniających obecność śladów płaszczyzn łupliwości. Zjawisko bardzo silnie przejawia się w krysztale herapatytu (siarczek jodochininy), używany jest on do produkcji płytek polaroidowych.

Jakość barwy interferencyjnej jest uzależniona od:[– dwojłomności (maksymalna różnica wartości wspołczynnikow załamania światła)– kierunku przecięcia kryształu – grubości kryształu].

Barwa minerałów. Wyróżniamy: - minerały idiochromatyczne, tj. o barwie własnej spowodowanej strukturą elektronową wchodzących w ich skład atomów (np. hematyt Fe₂O₃ – czerwona barwa; magnetyt to spinel FeO i Fe₂O₃ (tlenek podwójny), w wyniku utleniania powstaje hematyt: Fe₂+Fe₂ 3+O₄ -utlenianie w skałach→ Fe₂O₃ (hematyt)), - minerały allochromatyczne, tj. o barwie zapożyczonej, spowodowanej obecnością domieszek (np. ametyst po sproszkowaniu traci fioletową barwę, co świadczy o tym, że jego barwa pochodzi z domieszki).

Liczba koordynacyjna LK, to ilość poszczególnych jonów czy też atomów tego samego rodzaju stanowiących najbliższe otoczenie rozpatrywanego jonu lub atomu. Na przykład niezależnie od LK₆ glin może występować również w koordynacji LK₄ jako anion [AlO₄]₃- (to rzutuje na nazewnictwo). W przypadku, gdy glin ma LK₆, mówimy o krzemianie glinu, natomiast, gdy glin ma LK4 mówimy o glinokrzemianie.

Cechy określane w rutynowych badaniach mikroskopowych w świetle przechodzącym mogą być prowadzone przy jednym polaroidzie (kształt ziaren, obecność śladów płaszczyzn łupliwości (lub ich brak), barwa własna (względnie jej brak), pleochroizm (anizotropia barwy własnej)) lub przy skrzyżowanych polaroidach (odróżnianie minerałów izo od anizotropowych, barwy interferencyjne, charakter zanikania światła, obecność zbliźniaczeni).

Skala Mohsa. Każdy minerał może zarysować minerał poprzedzający go na skali – bardziej miękki i może zostać zarysowany przez następujący po nim – twardszy. Jest to jedynie skala orientacyjna, a klasyfikacja polega na tym, że jeżeli badany minerał będzie w stanie zarysować powierzchnię minerału wzorcowego, będzie zaklasyfikowany z jego twardością. [1 Talk - paznokciem z łatwością; 2 Gips – paznokciem; 3 Kalcyt - miedzianym drutem z łatwością; 4 Fluoryt - ostrzem noża z łatwością; 5 Apatyt - ostrzem noża z trudem; 6 Ortoklaz - Stalą narzędziową (np. pilnikiem); 7 Kwarc - rysuje szkło; 8 Topaz - rysuje szkło z łatwością; 9 Korund - tnie szkło, daje się zarysować diamentem; 10 Diament - rysuje korund, daje się zarysować tylko innym diamentem;]. Diadochia- zdolność zastępowania się jonów, atomów lub cząsteczek w strukturze krystalicznej. Wg Goldschmidta, diadochia zachodzi w kryształach jonowych. Diadochię możemy podzielić na izowalentna - gdy zastępują się atomy lub jony o tej samej wartościowości i heterowalentna - gdy zastępują się atomy lub jony o różnej wartościowości. Cechy określane w rutynowych badaniach mikroskopowych w świetle przechodzącym mogą być prowadzone przy jednym polaroidzie (kształt ziaren, obecność śladów płaszczyzn łupliwości (lub ich brak), barwa własna (względnie jej brak), pleochroizm (anizotropia barwy własnej)) lub przy skrzyżowanych polaroidach (odróżnianie minerałów izo od anizotropowych, barwy interferencyjne, charakter zanikania światła, obecność zbliźniaczeni). Układ krystalograficzny grupuje kryształy o pewnych wspólnych cechach symetrii geometrycznej. Warunkiem koniecznym, żeby występował środek symetrii jest obecność dwóch równoległych, przeciwległych względem punktu znajdującego się w krysztale takich samych ścian. Postać prosta jest to zespół ścian symetrycznie równoważnych, tzn. dających się przeprowadzić jedna w drugą działaniem elementów symetrii, tworząc dane grupy symetrii. Dominująca postać prosta nadaje kryształowi charakterystyczny wygląd zewnętrzny, zwany jego pokrojem. Przykładowo, silnie rozwinięte ściany słupów amfiboli i apatytu nadają tym minerałom pokrój słupkowy lub igiełkowy. Postać złożona – kombinacja złożeń prostych. Jej przykładem może być oś zwierciadlana. Ls4. Polimorfizm jest przeciwieństwem izomorfizmu. Występowanie jednej i tej samej substancji chemicznej w jednej lub większej ilości odmian strukturalnych. SiO2 występuje w kilku odmianach strukturalnych: - kwarc α; - kwarc β; - trydymit α; - trydymit β; - trydymit γ; - krystobalit α; - krystobalit β; Kwarc nie jest tlenkiem (dwutlenkiem krzemu), ale jest krzemianem szkieletowym (przestrzennym). Innymi przykładami polimorfizmu są:- TiO2 – rutyl, anataz, brookit - ZnS – sfaleryt, wurcyt. Jakość barwy interferencyjnej jest uzależniona od:[– dwojłomności (maksymalna różnica wartości wspołczynnikow załamania światła)– kierunku przecięcia kryształu – grubości kryształu]. Barwa minerałów. Wyróżniamy: - minerały idiochromatyczne, tj. o barwie własnej spowodowanej strukturą elektronową wchodzących w ich skład atomów (np. hematyt Fe2O3 – czerwona barwa; magnetyt to spinel FeO i Fe2O3 (tlenek podwójny), w wyniku utleniania powstaje hematyt: Fe2+Fe2 3+O4 -utlenianie w skałach→ Fe2O3 (hematyt)), - minerały allochromatyczne, tj. o barwie zapożyczonej, spowodowanej obecnością domieszek (np. ametyst po sproszkowaniu traci fioletową barwę, co świadczy o tym, że jego barwa pochodzi z domieszki). Liczba koordynacyjna LK, to ilość poszczególnych jonów czy też atomów tego samego rodzaju stanowiących najbliższe otoczenie rozpatrywanego jonu lub atomu. Na przykład niezależnie od LK6 glin może występować również w koordynacji LK4 jako anion [AlO4]3- (to rzutuje na nazewnictwo). W przypadku, gdy glin ma LK6, mówimy o krzemianie glinu, natomiast, gdy glin ma LK4 mówimy o glinokrzemianie. Minerał – rodzima faza krystaliczna, powstała w wyniku procesów geologicznych lub homologicznych i stanowiąca składnik skorupy ziemskiej. Nieobjęte powyższą definicją składniki Ziemi i innych ciał kosmicznych, tj. bezpostaciowe ciała stałe, ciekłe i gazowe, nazywamy substancjami mineralnymi. Ciało krystaliczne – to ciało jednorodne i anizotropowe pod względem, co najmniej jednej właściwości. Kryształ – to takie ciało krystaliczne, które wykazuje prawidłową, wielościenną postać zewnętrzną samorzutnie wykształconą. Skała – rodzimy utwór wielo-mineralny, rzadziej mono-mineralny, powstały w wyniku działania procesów geologicznych lub – szerzej – homologicznych i stanowiący geologicznie wyodrębnioną jednostkę strukturalną skorupy ziemskiej. Złoże kopaliny – (w skrócie złoże) jest to takie naturalne nagromadzenie minerałów, skał oraz innych substancji stałych, gazowych i ciekłych, których wydobywanie może przynieść korzyść gospodarczą. Recykling to doprowadzenie zużytych materiałów do stanu pozwalającego na ich ponowne wykorzystanie. Zaliczamy do niego m.in. recykling rożnego rodzaju opakowań, a więc: – recykling szkła – recykling papieru – recykling tworzyw sztucznych Oś symetrii – to kierunek w czasie obrotu, wokół, którego następuje powtórzenie identycznych elementów powierzchni kryształu. Środek symetrii – inaczej centrum symetrii („C”) – punkt położony wewnątrz kryształu, który łączy na przeciwległych końcach identyczne elementy kryształu znajdujące się w jednakowej od niego odległości. Płaszczyzna symetrii – dzieli kryształ na dwie jednakowe części mające się względem siebie jak przedmiot i jego odbicie w lustrze. Oznaczamy ją symbolem („P”) lub (π). Oś polarna Lp4 jest to oś symetrii, która łączy rożne elementy powierzchni kryształu (np. naroże ze środkiem przeciwległej ściany). Podstawowe prawa krystalograficzne: Zasada paralelizmu (prawo sieciowe): Każdej ścianie odpowiada zbiór równoległych do niej płaszczyzn sieciowych, a każdej krawędzi – zbiór równoległych prostych sieciowych. Prawo stałości kątów: Analogiczne ściany rożnych osobników krystalicznych tego samego minerału tworzą ze sobą zawsze jednakowe kąty. Prawo wymierności wskaźników: Wskaźniki wszystkich ścian kryształu są liczbami wymiernymi, całkowitymi i prostymi. Prawo stałości kątów Konsekwencją prawa stałości kątów jest specyficzny sposób przedstawiania ich na płaszczyźnie. Konsekwencją prawa stałości kątów jest m.in. wykonywanie rzutu kulistego, który następnie możemy przekształcić np. w projekcję stereograficzną. Na podstawie prawidłowo wykonanej projekcji i dysponując odpowiednią siatką projekcyjną (siatka Wulfa) można odczytać wartości kątów pomiędzy dowolnymi ścianami kryształów, a więc charakterystyczną dla kryształów cechę. Defekty sieciowe mogą być widoczne w skali makro- i mikroskopowej (np. rysa): – makroskopowe (rysa, pęknięcie), – wtrącenia (intruzje – np. pęcherzyki powietrza). • Defekty submikroskopowe możemy zaobserwować przy pomocy fal rentgenowskich, • defekty sieciowe mogą występować w skali atomowej (Schotky'ego, Frenkl'a). Wstępne diagnostyki składników występujących w surowcach mineralnych: gęstość, twardość, łupliwość, właściwości optyczne (dostrzegalne gołym okiem), właściwości magnetyczne. Wykorzystujemy je w celu dokładnej identyfikacji surowca mineralnego. W tym celu korzystamy z trzech metod identyfikacji fazowej: makroskopowa, rentgenograficzna, termiczna. Gęstość Bardzo często w surowcach mamy do czynienia z mieszaniną minerałów. Do zbadania musimy wyodrębnić fazy. Często do badań surowcowych konieczne jest wydzielenie koncentratu danego składnika. Do tego służą tzw. jednorodne ciecze ciężkie. Aby rozdzielić ziarna mieszaniny, musimy odpowiednio dobrać ciecze ciężkie. Musimy pracować przy sprawnym wyciągu podczas pracy z cieczami ciężkimi – są silnie trujące. Twardość jest to opor, jaki sieć krystaliczna jakiegoś ciała stawia zewnętrznym bodźcom mechanicznym, starającym się to ciało zarysować lub zetrzeć. Wyróżniamy skale twardości: – Mohsa; – Vickersa; – Rockwella; – Brinnella; Łupliwość – jest to zdolność do pękania lub rozdzielania się pod wpływem uderzenia lub nacisku wzdłuż płaskich powierzchni, tj. płaszczyźnie łupliwości. Wyróżnia się łupliwość doskonałą, bardzo dobrą, dobrą, wyraźną, niewyraźną. Są też minerały pozbawione łupliwości, wykazują one tzw. przełom. Izomorfizm. Niejednokrotnie obserwujemy podobieństwo struktur: Mg2[SiO4] : Fe2[SiO4]. Takie przypadki, gdy pewne substancje tworzą kryształy idealne lub zbliżone do siebie nazywamy izomorfizmem. Przyczyną izomorfizmu jest wybitne podobieństwo lub identyczność promieni jonowych. Pleochroizm – anizotropia barwy własnej. Wielobarwność (cecha określona w przypadku minerałów wykazujących barwę własną). Pleochroizm (w przypadku biotytu), jest najlepiej widoczny w przekrojach ujawniających obecność śladów płaszczyzn łupliwości. Zjawisko bardzo silnie przejawia się w krysztale herapatytu (siarczek jodochininy), używany jest on do produkcji płytek polaroidowych.