Edukator.pl - portal edukacyjny

Geografia - CHARAKTERYSTYKA MINERAŁÓW I SKAŁ

Skorupa ziemska zbudowana jest z wielu naturalnych pierwiastków i związków chemicznych zwanych minerałami, które z kolei budują skały.

Minerałami i skałami zajmują się dwa oddzielne działy geologii: mineralogia i petrografia

CHARAKTERYSTYKA MINERAŁÓW

Minerały to naturalne składniki litosfery, ciała jednorodne chemicznie i fizycznie

Minerały mogą mieć postać:

ciał stałych o budowie krystalicznej (kryształy)
kryształ
ciał o budowie niekrystalicznej np. opal, bursztyn, szkliwo wulkaniczne (mineraloidy, ciała bezpostaciowe)
bursztyn

Budowa krystaliczna polega na uporządkowaniu cząstek (atomów lub jonów) w wewnętrzne struktury. Kryształy mają kształty wielościenne o gładkich ścianach i ostrych krawędziach. Wyróżnia się 7 podstawowych układów krystalograficznych:

Układ regularny
Układ tetragonalny
Układ heksagonalny
Układ rombowy
Układ jednoskośny
Układ trójskośny
Układ trygonalny

Na świecie znanych jest około 3000 minerałów. Niektóre minerały są pierwiastkami - tzw. minerały rodzime (np. siarka rodzima (S), złoto rodzime (Au), platyna rodzima (Pt), srebro rodzime (Ag) oraz grafit, diament). Około 250 minerałów stanowi grupę minerałów skałotwórczych, czyli wchodzących w skład skał. Najpospolitsze to : kwarc, skalenie i miki.

Kwarc

to dwutlenek krzemu (SiO₂), krystalizuje w układzie regularnym, zwykle bezbarwny. Czyste kryształy SiO₂ to kryształ górski, zabarwione na fioletowo - ametyst, na żółto - cytryn, na czarno - morion .
Skrytokrystaliczne odmiany (zbite) kwarcu to: agat, chalcedon, onyks, chryzopraz.

      Skalenie - to glinokrzemiany K, Ca, Na.

      Miki (łyszczyki) - minerały krzemianowe, wyróżniające się doskonałą łupliwością wzdłuż jednej płaszczyzny (łupią się na cienkie blaszki).
Rodzaje mik: biała = muskowit, czarna= biotyt.

      Do pospolitych minerałów należą również: kalcyt (główny składnik wapienia), apatyt (fosforan wapnia) , piryt (siarczek żelaza) - będący minerałem złożowym

      Niezwykle rzadkie są minerały określane mianem kamieni szlachetnych np. diament, korund (czerwona odmiana to rubin, niebieska - szafir), beryl (zielona odmiana to - szmaragd, niebieskozielona - akwamaryn, żółta - heliodor) oraz topaz , turmalin, cyrkon, opal , turkus.

Właściwości fizyczne minerałów:

twardość czyli odporność na ścieranie i zarysowywanie. Określa się ją na podstawie dziesięciostopniowej skali twardości Mohsa, przez porównanie z twardością minerałów wzorcowych

Skala Mohsa:

talk - Mg₃((OH)₂ *Si₄O₁₀)
gips - CaSO₄ * 2H₂O
kalcyt - CaCO₃
fluoryt - CaF₂
apatyt - Ca₅F(PO₄)₃
ortoklaz - KAlSi₃O₈
kwarc - SiO₂
topaz - Al₂F₂SiO₄
korund - Al₂O₃
diament - C

barwa
barwne - np. cynober (czerwona)
zabarwione - np. ametyst (fioletowa odmiana kwarcu)
bezbarwne - np. kwarc
rysa czyli barwa sproszkowanego minerału
połysk to własność powierzchni minerałów wywołana odbijaniem światła od ich powierzchni
metaliczny - (galena) oraz półmetaliczny (magnetyt)
niemetaliczny - diamentowy (diament), szklisty (kwarc) oraz tłusty (siarka rodzima), ziemisty (limonit), matowy (brak połysku)
łupliwość czyli zdolność minerałów do rozłupywania się pod wpływem uderzenia lub nacisku wzdłuż określonych płaszczyzn
Wyróżniamy łupliwość: doskonałą (miki), dokładną (anhydryt), wyraźną (apatyt) i niewyraźną (kwarc)
przełam własność braku łupliwości
Może być: gładki, zadziorowaty, muszlowy

CHARAKTERYSTYKA SKAŁ

Skały - to skupienia jednorodnych i niejednorodnych minerałów w dużej masie.
W budowie skał petrografowie wyróżniają teksturę i strukturę:

Tekstura + struktura = budowa wewnętrzna

Struktura - sposób wykształcenia składników skały , rozmiary i kształty minerałów w skale

Tekstura - rozmieszczenie przestrzenne i ułożenie ich , np. bezładne, kuliste, warstwowe.

Ze względu na genezę (pochodzenie) skały dzielimy na:

magmowe
osadowe
metamorficzne (przeobrażone)

Skały magmowe:

Powstają z magmy lub lawy podczas jej zastygania.

Magma to gorący stop krzemianow, zawierający oprócz krzemianów: tlenki glinu, magnezu, żelaza, sodu oraz substancje lotne (para wodna, chlor, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, siarkowodór).
lawa
Lawa to magma na powierzchni Ziemi.

Klasyfikacja skał magmowych ze względu na zawartość krzemionki:
- kwaśne - zawierają powyżej 80% krzemionki (granit)
- zasadowe - zawierają poniżej 50% krzemionki (perydotyt)
- obojętne - mają cechy pośrednie między kwaśnymi a zasadowymi (bazalt)
Klasyfikacja skał magmowych ze względu na warunki powstawania:
1. głębinowe (plutoniczne)
2. żyłowe
3. wylewne (wulkaniczne)
1. Skały głębinowe (plutoniczne) cechy:
  
  Ţstruktura jawnokrystaliczna (widoczne wyraźne ziarna mineralne),
  Ţtworzą się wewnątrz Ziemi gdzie magma stygnie powoli, zatem minerały budujące skałę są dobrze wykształcone i widzialne gołym okiem
  Ţpospolite skały głębinowe: granit, dioryt, gabro.
2. Skały żyłowe:
  
  Ţpowstają w warunkach pośrednich, w szczelinach skalnych
  Ţpospolite skały żyłowe: pegmatyty i diabazy
3. Skały wylewne (wulkaniczne):
  skała wylewna
  Ţpowstały z magmy wylanej podczas erupcji wulkanicznej na powierzchnie jako lawa.
  
  Ţgwałtownie ochłodzona magma (lawa) zastyga albo w postaci szkliwa (skrzepła bryła szkła) albo bardzo drobnych kryształów, niedostrzegalnych gołym okiem, struktura skrytokrystaliczna.
  Ţpospolite skały wylewne: bazalty , obsydiany, pumeks.
Skały osadowe:

Powstają :
1. Ţalbo z okruchów innych skał (procesy wietrzenia) = okruchowe
2. Ţalbo z obumarłych roślin i zwierząt = organiczne
3. Ţalbo wytrącają się z roztworów wodnych = chemiczne
1. Skały okruchowe:
  - luźne - piaski ,żwiry
    żwir
  - zwięzłe - piaskowce, zlepieńce, gliny
    piaskowiec
  Proces przeobrażania się skały luźnej w skałę zwięzłą może zachodzić w dwojaki sposób:
  
  Ţdiagenezę - zlepianie ziarenek skalnych sprasowanych pod ciśnieniem nadległych warstw np. mułków w mułowce, iłów w łupki ilaste
  
  Ţlityfikację - sklejanie ziarenek skalnych lepiszczem, np. piasek i ił - piaskowiec ilasty
  
  Diageneza różni się od lityfikacji miejscem zachodzenia tj. diageneza zachodzi płytko pod powierzchnią Ziemi przy niskiej temperaturze i ciśnieniu, natomiast lityfikacja najczęściej na dnie mórz, jezior i rzek.
2. Skały pochodzenia organicznego:
  
  Mogą być pochodzenia:
  - roślinnego (węgiel kamienny, brunatny, torf)
    węgiel
  - zwierzęcego (wapienie muszlowe, koralowe, kreda)
    skała koralowa
  Skały pochodzenia roślinnego: są głównie produktem uwęglenia, czyli rozkładu substancji roślinnej bez dostępu tlenu co prowadzi do wzrostu udziału w składzie chemicznym tych skał pierwiastka węgla. Węglowodory (ropa naftowa i gaz ziemny) powstają w procesie bituminizacji - proces chemicznej przemiany składników organicznych bez dostępu powietrza.
3. Skały pochodzenia chemicznego:
  
  Powstają w wyniku nagromadzenia się związków chemicznych wytrąconych z roztworów (głównie z wody morskiej) w rezultacie parowania. Należą tutaj: sole kamienne i potasowe, gipsy, anhydryty
anhydryt
Skały przeobrażone (metamorficzne)

Powstają ze skał magmowych lub osadowych w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury.

Podczas przeobrażania następuje często:
- zmiana składu mineralnego
- zmiana tekstury skały
- zmiana struktury skały
      Przeobrażenie następuje gdy ukształtowane już skały pogrążąją się w głębiach Ziemi - przy zderzaniu płyt (metamorfizm regionalny) lub przez kontakt z magmą lub gorącymi gazami w głębi Ziemi (metamorfizm kontaktowy).

Przykłady przemian skał:

wapień (skała osadowa) ->
                        marmur
granit (skała magmowa) ->
                        granit

charakterystyka minerałów i skał