KLASYFIKACJA MINERAŁÓW

Większość minerałów to związki chemiczne dwu lub kilku pierwiastków, nieliczne są utworzone z jednego tylko pierwiastka (rodzime złoto, srebro, miedź, siarka, diament, grafit) W przyrodzie występuje około 4 000 minerałów, w skład których wchodzą pierwiastki od wodoru do uranu. Przeważająca ich ilość występuje rzadko lub sporadycznie. Najliczniejsze są te minerały, w skład których wchodzi osiem najpospolitszych pierwiastków w skorupie ziemskiej:
tlen, krzem, glin, żelazo, wapń, sód, potas i magnez. Minerały te (skalenie, kwarc, łyszczyki, pirokseny, amfibole i oliwiny) noszą nazwę skałotwórczych.

Wyróżnia się następujące gromady minerałów:

Pierwiastki rodzime

Pierwiastki rodzime występują w przyrodzie bardzo rzadko. Są to minerały będące wolnymi pierwiastkami chemicznymi. Z reguły bardzo słabo reagują z innymi pierwiastkami. Ich udział w skorupie ziemskiej jest znikomy, lecz znaczenie gospodarcze niekiedy bardzo wielkie.

W gromadzie tej wyróżnia się dwie klasy:

• metale - złoto rodzime, srebro, miedź, platyna i platynowce, żelazo, rtęć i metale kruche (arsen, antymon i bizmut)• metaloidy - diament, grafit, siarka, selen i tellur

     Minerały te są z reguły łatwe do rozpoznania dzięki swym charakterystycznym właściwościom. Spośród 109 znanych pierwiastków tylko 22 występują w postaci rodzimej. W rzeczywistości po uwzględnieniu odmian jest ponad 50 minerałów w tej grupie.

 

 

 Siarczki i kruszce pokrewne

Do gromady tej prócz siarczków zalicza się siarkosole, arsenki, antymonki, bizmutki, selenki i tellurki. Większość tych minerałów cechuje duża gęstość i silny połysk metaliczny przy dużym zróżnicowaniu barwy. Zwykle są nieprzezroczyste, niekiedy tylko przeświecające a nawet przezroczyste, i wówczas mają połysk diamentowy.

     Minerały te powstają w bardzo różnych środowiskach genetycznych, niekiedy krystalizują z magmy siarczkowwej, znacznie częściej powstają z roztworów hydrotermalnych. Powstają również w zbiornikach sedymentacyjnych, w których panują warunki redukcyjne. W strefie utleniania są nietrwałe i rozkładają się pod wpływem czynników atmosferycznych.

     Minerały tej gromady stanowią zaledwie około 0,15% masy skorupy ziemskiej, ale ich znaczenie gospodarcze jest bardzo duże, gdyż stanowią rudy cennych metali: złota, srebra, platyny, miedzi, ołowiu, cynku, rtęci, niklu, kobaltu, cyny i in.

 

 

 Halogenki

Do gromady halogenków należą chlorki, których jest najwięcej w grupie, fluorki i oraz bardzo rzadko występujące bromki, jodki i minerały o bardziej złożonym składzie - fluorowęglany, tlenochlorki i in. Halogenki metali lekkich są przezroczyste i zwykle bezbarwne, lub mają barwę allochtoniczną (wywołaną przez obce czynniki). Odznaczają się niewielką gęstością, są na ogół miękkie, mają połysk szklisty, niski współczynnik załamania światła, są łatwo rozpuszczalne w wodzie.

Łatwa rozpuszczalność chlorków metali alkalicznych i ziem alkalicznych sprzyja ich ługowaniu, znoszeniu do mórz i bezodpływowych jezior, gdzie w wyniku parowania tworzą się złoża.

Fluorki i fluorowęglany występują głównie w pegmatytach i żyłach hydrotermalnych.

Znaczenie gospodarcze minerałów tej gromady jest bardzo wielkie (spożycie bezpośrednie, nawozy mineralne, surowce chemiczne i topniki).

 

 

 Tlenki i wodorotlenki

Mimo, że zawartość tlenu w skorupie ziemskiej stanowi 47,7% jej masy, to udział minerałów tej gromady w skorupie ziemskiej wynosi tylko 4,5%, z czego 3,9% stanowią tlenki żelaza. Wśród pozostałych najpospolitsze są tlenki glinu, magnezu, tytanu i chromu, choć w skład minerałów tej gromady wchodzi około 40 pierwiastków.

Nie zaliczany jest do niej najpospolitszy w skorupie tlenek krzemu czyli krzemionka SiO2, gdyż jej minerały (kwarc, krystobalit, trydymit) na podstawie cech krystalochemicznych są zaliczane do krzemianów. Większość tlenków ma prosty skład chemiczny i krystalizuje w układach o wysokiej symetrii. Silne wiązania jonowe sprawiają, że związki chemiczne w tej grupie są stabilne chemicznie i są słabo rozpuszczalne.

Właściwości tlenków są bardzo zróżnicowane, są wśród nich minerały miękkie i twarde, nieprzezroczyste i przezroczyste, zróżnicowana jest również barwa, połysk, twardość, gęstość, odporność na czynniki wietrzenia i forma występowania.

Minerały tej gromady powstają w warunkach magmowych, hydrotermalnych i wietrzeniowych. Tlenkowe minerały żelaza, chromu, manganu, tytanu, cyny i uranu są ważnymi surowcami przemysłowymi, niektóre tlenki (spinele, rubin, szafir, chryzoberyl) są cennymi kamieniami jubilerskimi.

 

Azotany

Azotany to słabo rozpowszechnione w naturze minerały. Ulegają łatwo rozpuszczaniu w wodzie, dlatego mogą występować tylko w klimacie suchym, na pustyniach i stepach. Główne minerały to nitronatryt – saletra sodowa i nitrokalit – saletra potasowa.

 

Siarczany i chromiany

Siarczany stanowią bardzo liczną grupę prawie 200 minerałów. Mają wiele wspólnych cech, wszystkie są przezroczyste lub przeświecające, na ogół miękkie, są bezbarwne lub zabarwione w odcieniach pastelowych (wyjątek stanowią siarczany metali ciężkich np. miedzi i żelaza). Połysk jest na ogół szklisty, niekiedy diamentowy. Niektóre siarczany (np. sodu i magnezu) są łatwo rozpuszczalne w wodzie.

     Minerały siarczanowe powstają w niskich temperaturach i ciśnieniu, w środowisku bogatych w tlen.  Złoża powstają w wyniku parowania wód mórz i jezior a siarczany metali ciężkich często tworzą się w strefie utleniania siarczkowych rud metali.

     Siarczany wapnia (gips i anhydryt) są surowcami przemysłowymi, złożone siarczany potasowo-wapniowo-magnezowe są nawozami mineralnymi.

Chromiany są grupą nieliczną gdyż podczas krystalizacji magmy chrom jest wiązany w inny grupach minerałów np. spinelach. Chromiany metali ciężkich takich jak krokoit krystalizują w strefie wietrzenia kruszców a inne spotyka się sporadycznie.

 

 

 Węglany

Minerały te- są bardzo rozpowszechnione. Najważniejszy z nich - kalcyt - tworzy wielkie masy skał osadowych (wapienie), metamorficznych (marmury), a nawet magmowych (karbonatyty). W przyrodzie istnieje około 70 różnych węglanów, które mogą być bezwodne lub uwodnione.

     Węglany cechuje niska lub średnia twardość, są bezbarwne lub słabo zabarwione (wyjątek stanowią węglany miedzi, manganu i kobaltu), połysk ich jest szklisty lub matowy, są na ogół przezroczyste, współczynniki załamania światła są wysokie a ich różnica (dwójłomność) bardzo wysoka.

     Proste węglany bezwodne krystalizują w dwóch grupach. Ich nazwa pochodzi od polimorficznych odmian węglanu wapnia CaCO3, który w zależności od warunków krystalizuje jako trygonalny kalcyt (najczęściej) lub rombowy aragonit (rzadko).

W grupie kalcytu krystalizują węglany Co, Mg, Zn, Fe, Mn i Cd; w grupie aragonitu węglany Ba, Sr i Pb. Cechą węglanów grupy kalcytu jest doskonała łupliwość romboedryczna.

     Węglany tworzą się w żyłach hydrotermalnych oraz w basenach sedymentacyjnych (niekiedy przy współudziale organizmów wiążących węglan wapnia w zewnętrznym szkielecie).

     Minerały węglanowe mają duże znaczenie jako rudy żelaza, manganu i cynku, są również surowcami przemysłu chemicznego, hutniczego (topniki) i cementowego.

 

 

Fosforany, arseniany i wanadany

W tej bardzo licznej grupie występuje około 250 minerałów, ale większość z nich występuje bardzo rzadko i nie ma znaczenia gospodarczego. Są niekiedy wspólnie rozpatrywane także z arsenianami i wanadanami). Nieliczne powstają z krzepnącej magmy, większość tworzy się z roztworów pomagmowych oraz w procesach sedymentacyjnych, zwykle związanych z działalnością organizmów. W składzie fosforanów występują na ogół obce aniony (F,Cl,CO3) i grupa hydroksylowa (OH).

     Twardość fosforanów jest na ogół niewielka, barwy są zróżnicowane, niekiedy bardzo żywe, połysk szklisty do diamentowego, gęstość jest zależna od składu chemicznego, niekiedy znaczna.

     Fosforany osadowe z reguły tworzą skupienia gruzłowe (fosforyty) stanowiące surowiec do produkcji nawozów mineralnych (fosforyty przyswajalne nie wymagają przeróbki). Fosforany itru i ceru z domieszkami pierwiastków ziem rzadkich stanowią główne źródło tych ostatnich.

 

 

 Borany

Borany stanowią złożoną grupę minerałów. Borany bezwodne są rzadkimi minerałami występującymi w pegmatytach i w strefach przeobrażenia skał przez zawierające bor roztwory i gazy. Większe znaczenie mają borany uwodnione, na ogół bezbarwne, kruche, o małej twardości i gęstości, o połysku szklistym lub matowym. Powierzchnia okazów jest często przeobrażona na skutek łatwej rozpuszczalności w wodzie. Borany uwodnione powstają głównie jako produkty odparowania w suchym klimacie wód jeziornych o podwyższonej zawartości boru. Borany uwodnione są surowcami borowymi dla przemysłu chemicznego i farmaceutycznego.

 

 

Krzemiany

Krzemiany stanowią przeszło 90% masy skorupy ziemskiej. W przyrodzie występuje około 500 minerałów z tej grupy z czego 40 występuje pospolicie. Dawniej uważano je za sole hipotetycznych kwasów krzemowych. więcej…

 

Związki organiczne i pokrewne