Mineralogie a další...

                           Minerály

    Minerály jsou základní stavební jednotky horninového materiálu Země a všech pevných těles vesmíru. Studium minerálů pomáhá člověku pochopit vznik a vývoj Země i ostatních planet sluneční soustavy. Většina minerálů jsou krystalické pevné látky, tj. látky složené z atomů uspořádaných pravidelným, opakujícím se způsobem. Pravidelné uspořádání atomů v krystalech se nazývá krystalová struktura. Jejím projevem je, mimo jiné, i pravidelný vnější tvar krystalů. Jen nemnoho minerálů pravidelnou strukturu nemá - jsou to amorfní látky, podobně jako třeba skla. Celkově je známo více než 4 000 různých minerálů, ale jen asi 50 z nich tvoří podstatnou část zemské kůry ( proto se označují jako horninotvorné minerály).

 Vznik minerálů

 Jednotlivé minerály se vzájemně odlišují chemickým složením a uspořádáním atomů, které je výsledkem krystalizace pevné látky z plynu nebo kapaliny. Během krystalizace vzniká pravidelná, opakující se trojrozměrná krystalová mřížka tvořená atomy. Mřížka roste pravidelným ukládáním atomů do vrstev, takže se během růstu zachovává stejné uspořádání atomů a složení krystalu. Při dostatku místa tvoří minerály dobře omezené krystaly, ale častěji vznikají krystalové agregáty různého typu. Například nahloučením stejnoměrně velkých zrn vznikají zrnité agregáty, velmi jemnozrnné zrnité agregáty se označují jako celistvé. Primární minerály vznikají spolu s matečnými horninami, jejich změnami, např. zvětráváním nebo metamorfózou, vznikají sekundární (druhotné) minerály.

  Kristalová struktura a soměrnost

 Krystal je pevná látka (např. minerál) s pravidelnou, opakující se atomovou strukturou. Při neomezeném růstu vytvářejí krystaly pravidelné mnohostěny s rovinnými krystalovými plochami. Rozložení ploch na krystalovém mnohostěnu odráží zjednodušeně zákonitosti struktury krystalu.Úhly mezi krystalovými plochami jsou pro krystaly různých látek charakteristické. Rozlišuje se sedm různých krystalových soustav (krychlová, šesterečná, klencová, čtverečná, kosočtverečná, jednoklonná a trojklonná), které jsou vymezeny svou geometrickou souměrností. Drobné nepravidelnosti během růstu krystalů často vedou ke vzniku krystalových dvojčat tvořených vzájemně zrcadlově soumernými krystaly. Tvar krystalů je nejčastěji popisován podle celkového dojmu, jímž působí, např. tabulkovitý u tenkých plochých krystalů nebo sloupečkovitý u protažených krystalů.

 Rozdělení minerálů

 Minerály můžeme rozdělit do devíti tříd a to :

   Zlato ( Au ), Stříbro ( Ag ), Měď ( Cu ), Rtuť ( Hg ), Landsbergit ( Ag₅Hg₈ ),

Železo ( Fe ), Arzen ( As ), Bismut ( Bi ), Grafit ( C ), Síra ( S )

Pozn. Bismut ( vizmut ) a Grafit ( tuha )

 Dyskrasit - Ag₃Sb, Bornit- Cu₅FeS₄, Chalkozín ( leštěnec měděný )- Cu₂S,

Argentit-arkantit ( leštěnec stříbrný)- Ag₂S, Maucherit ( termiskamit )- Ni₁₁As₈,

Argentopyrit - AgFe₃S₅, Sfalerit ( blejno zinkové )- ZnS, Chalkopyrit ( kyz

měděný )- CuFeS₂ , Trtraedrit (tennantit)-( Cu,Fe)₁₂(Sb,As)₄S₁₃, , Greenockit- CdS,

 Wurtzit- ZnS, Cinabarit ( rumělka )- HgS, Galenit ( leštěný olověný )- Pbs, Miargyrit

-AgSbS₂, Nikelín ( niccolit )-NiAs, Pyrhotin ( kyz magnetový )- Fe_1-xS, Millerit

("zlaté vlasy")- NiS, Covellín- CuS, Linneit- Co₃S₄, Kermezit ( pyrantimonit )-

Sb₂S₂O, Sylvanit ( písmenková ruda )- AgAuTe₄, Nagyagit- Pb₅Au(Te,Sb)₄S_5-8,

Antimonit  ( stibnit )- Sb₂S₃, Pyrit ( kyz železný )- FeS₂, Hauerit- MnS_2, Ullmanit-

  NiSbS, Kobaltin ( kobaltit )- CoAsS, Markazit ( kyz kopinatý )- FeS₂,

 Arzenopyrit- FeAsS, Saflorit- CoAs₂ , Molybdenit- MoS₂ , Proustit ( jasnorudek )-

 Ag₃AsS₃, Pyrargyrit ( temnorudek )- AgSbS₃ , Polybazit- ( Ag,Cu )₁₆ Sb₂S₁₁,

 Pyrostilpnit Ag₂SbS₃, Skutterudit ( smaltin )- CoAs₃, Seligmannit               

 Určování minerálů

  Po dobu 2,6 milionu let člověk a jeho předchůdci využívají některé minerály a horniny k různým účelům, zejména na výrobu zbraní, nástrojů či šperků. Aby mohly být jejich vlastnosti co nejlépe využity, je nejprve nutné rozpoznat osobité vlastnosti jednotlivých minerálů. Během tisíciletí lidé objevili řadu minerálů s jedinečnými vlastnostmi (např. barva, tvrdost, hustota), které jim dovolily odlišit užitečné minerály a horniny od ostatních, méně zajímavých. Některé z těchto vlastností, např. krystalový tvar, tvrdost, hustota či štěpnost, jsou závislé na struktuře minerálu, a jsou tedy předvídatelné. Například hustiota minerálů s "řídkou" strukturou je nízká (např. u grafitu), zatímco minerály s hustě uspořádanýma částicema mají hustotu vyšší (např. u diamantu). Zkušený mineralog může rozpoznat až několik set minerálů podle jejich vzhledu a podle několika jednoduchých zkoušek s ocelovou jehlou a lupou. Určení vzácnějších minerálů však často vyžaduje použití optických, chemických, strukturních či jiných vyspělých analytických metod.

 Lom lze pozorovat tam, kde se minerál poruší mimo plochy štěpnosti. Lomná plocha má častio charakteristický vzhled , např.u opálu bývá lasturnatá, u kaolinitu nerovná.

 Hustota je dána strukturou a chemickým složením minerálu. Hmotnost atomů, které minerál tvoří, silně ovlivňuje jeho hustotu -např. zlato má vyšší hustotu než halit proto, že jeho atomy jsou težší. Hustota mineráluse měří nejčastěji srovnáváním hmotnosti minerálu se stejným objemem vody.

 Lesk je určen způsobem, jakým se světlo odráží od minerálu. Lesk je nezávislý na barvě, proto může často napomoci k určení minerálu. Například záhněda je skelně lesklá, galenit má kovový lesk.

 Vryp je barva jemného prášku minerálu, která se určí rozetřením minerálu na prášek či otřením minerálu o porcelánovou destičku. Vrp se často liší od barvy minerálu, zvláště u rudních minerálů. Například hematit může mít různou barvu, ale jeho vryp je vždy červený.

 Štěpnost je způsobena přítomností ploch se slabšími vazbami v krystalové struktuře, podle kterých se krystal snadněji rozpadá. Kalcit má tři směry štěpnosti, podle nichž se štípe na klencové úlomky, zatímco muskovit je dokonale štěpný jen podle jednoho směru.

  Tvrdost je určena silou chemických vazeb ve struktuře krystalu. Nejčastěji je měřena jako odolnost minerálu vůči rytí a je udávána na desetibodové škále, kterou zavedl v r. 1822 rakouský mineralog Friedrich Mohs (1773-1839). Nejměkčí (1) je mastek, nejtvrdší (10) diamant.

 Mochsova stupnice tvrdosti 

  1.) Mastek

  2.)  Sůl kamenná (halit)

 Pozn. Dají se rýpat nehtem.

  3.) Kalcit

  4.) Fluorit

  5.) Apatit

 Pozn. Dají se rýpat nožem.

  6.) Živec

  7.) Křemen

  8.) Topaz

  9.) Korund

 10.) Diamant

 Pozn. Rýpají do skla.

 Barva je způsobena nerovnoměrným pohlcováním světla, na kterém se spoludílí  složení minerálu, jeho krystalová struktura a často i přítomnost některých stopových prvků. Například měď  v azuritu způsobuje jeho typickou modrou barvu. Jiné minerály jsou bezbarvé (např. křišťál) nebo bílé (např. mléčný křemen), protože neabsorbují světlo nebo je absorbují rovnoměrně.

Průhlednost je míra, jakou může světlo pronikat minerálem. Zcela průhledné nezbarvené minerály se označují jako čiré (např. křišťál). Mnohé rudní minerály jsou zcela neprůhledné (např. magnetit

 Tvary agregátů

 Krystaly mohou rozvíjet svou vlastní idiomorfní podobu jen v případech, kdy jim v růstu nic nebrání. Dochází k tomu například v tavenině horniny, kde se krystaly volně vznášejí, nebo v dutinách a puklinách hornin. Pokud si však krystaly v růstu navzájem brání, vznikají útvary, kterým se říká agregáty. Jednotlivé tvary agregátů jsou v mnoha případech druhově typické, a proto je lze také diagnosticky využít. Z některých typických tvarů agregátů lze odvodit, v jakých podmínkách se minerály tvořily. Kostrovité nebo keříčkovité ( dendritické ) krystaly vyrůstaly většinou velmi rychle a za hojného přísunu materiálu, lebníkovité nebo ledvinitě hroznovité agregáty vznikly zpravidla z gelové nebo koloidní výchozí látky.

 Jako luniniscenci  označujeme světélkování, které může vycházet z krystalů. Je-li toto světélkování vyvoláno ultrafialovými paprsky, mluvíme o fluorescenci. Také tento typický jev slouží jako rozlišovací znak při těžbě a to např. u scheelitu.

 Každý minerál vzniká jen při určitých, zvláštních podmínkách. Například diamant se může vytvořit pouze za velmi vysokého tlaku, který odpovídá hloubce minimálně 150 kimlometrů pod zemí. Jestliže se fyzikálně chemické podmínky změní, mohou se původní nerosty stát nestabilní, zachovávají si sice původní vnější tvar, ale nekrystalizují nebo jsou nahrazeny jinými minerály.

 Charakteristickou vlastností zvláště krystalů s nižší souměrností je srůstání, při kterém se dva nebo více jednotlivých krystalů podle určitých zákonitostí spojují. Takto vzniklé dvojče čili dvojčatná srostlice napodobuje zpravidla vyšší souměrnost, než má jednotlivý krystal.