Horninotvorné minerály
description
Transcript of Horninotvorné minerály
Horninotvorné minerályHorninotvorné minerály
• Tato přednáška je připravena pro posluchače stavební fakulty, kde určování hornin je významné hlavně z toho důvodu, že teprve po pojmenování horniny je možné určené hornině „přidělit“ vlastnosti (pevnost, hmotnost, odolnost, dělitelnost apod.). Určování hornin je zde pouze makroskopické. To znamená, že posluchač je zde vybaven pouze zrakem a získanou zkušeností, možná nějakou pomůckou jako je lupa, nůž, zředěná kyselina chlorovodíková
• a samozřejmě teoretická znalost.
• Horninotvorný minerál je takový ze systému minerálů, který se významnou mírou podílí na stavbě hornin.
• (hlavní – více než 10%, vedlejší 1-10% a tak zvané akcesorické – podružné, které nejsou významné zastoupením ale mají jiný význam pro tu jistou horniny.Foto zlato a třeba křemen, kalcit
• Systém horninotvorných minerálů většinou kopíruje systém mineralogický. Zde jsou minerály uspořádány podle chemického složení, příslušnosti ke krystalografickým skupinám a konečně ke strukturní stavbě minerálu
Horninotvorné minerályHorninotvorné minerály
• Definice: Minerál je chemický jedinec s vlastní strukturní stavbou, s optickými vlastnostmi a ve většině s krystalovou strukturou (jsou i amorfní, nekrystalické, nebo skrytě krystalické – krypto krystalické)
• Hornina je pak složena z minerálů, které jsou uspořádány v charakteristických strukturách a texturách.
• Při určování hornin vycházíme mimo dalších hodnocení z obsahu minerálů, které jsou pro každou horninu charakteristické. Obsah minerálů je často hlavním základem systému hornin.
Jak určíme minerál, podle čeho můžeme minerál Jak určíme minerál, podle čeho můžeme minerál určit, co nám pomůže?určit, co nám pomůže?
• Odborník, mineralog, petrograf je schopný určit jakýkoliv minerál. Je vybaven mnoha specielními technikami jako je např. chemická analytika, rentgenová analýza, mikroskopie foto mikroskop popř. mikroskopické foto a další.
• Paradoxně to, co je neurčitelné, je nový minerál, nově objevený (nepopsaný minerál)
• Naše určování minerálů (a posléze hornin) nebude „hádáním“, ale profesionálním makroskopickým určením.
• Co při určování použijeme?• Každý minerál má mnoho makroskopicky (okem, lupou) posouditelných
vlastností.
• Vlastnosti minerálů se přenášejí na horniny např. minerál je lehký hornina také, ninerál je křehký, štěpný, hornina také, minerál je chemicky nestálý, hornina je rovněž chemicky nestálá (kalcit – vápenec, mramor apod.
Jak určíme minerál, podle čeho můžeme minerál Jak určíme minerál, podle čeho můžeme minerál určit, co nám pomůže?určit, co nám pomůže?
• Jsou to hlavně: dokumentovat foto, každý bod• Barva Barva vrypu
Průhlednost, průsvitnostVzhled (kovový, nekovový)Lesk (matný, mastný, diamantový….)Štěpnost (plošná dělitelnost minerálů, vycházející ze strukturní stavby minerálů). Např. slídová štěpnost až po neštěpné minerályTvrdost (většinou relativní posuzování dle Mohsovy stupnice – mastek, súl kamenná, kalcit …….křemen, topas, korund, diamant)
Tvar minerálů (tabulkovitý, lístkovitý, kubický, sloupcovitý apod.)Horninové prostředí (např. minerál kalcit se jako primární minerál neobjevuje v magmatických hornináchDalší vlastnosti odolnost mechanická, chemická (HCl), křehkost …..
VlastnostiVlastnosti
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
• Elementy (prvky)
• Síra• Zlato apod.
• Grafit (tuha)
barva: šedočerná
barva vrypu: černá
průhlednost, průsvitnost: neprůhledný, neprůsvitný
vzhled: kovový
lesk: matný
štěpnost: ano
tvrdost: 1.
tvar: lístky, šupinky, vločky
horninové prostředí: slabě metamorfované horniny
jiné vlastnosti: v horninovém prostředí jako „mazadlo“, jako pigmentující minerál
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Sulfidy (sirníky) Chalkopyrit, nikelín, rumělka,
markazit, pyrrhotín, sfalerit, galenit
pyrit
barva: syrově zlatožlutábarva vrypu: šedozelenáprůhlednost, průsvitnost: neprůhledný a neprůsvitnývzhled: kovovýlesk: mastnýštěpnost:neštěpnýtvrdost: 6.5tvar: kubicky symetrické mnohostěny, krychle, osmistěnhorninové prostředí: téměř všudypřítomný jiné vlastnosti: křehký
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálůSulfáty (sírany)
• Sádrovec Ca S04 2H20barva: mléčně bílá, čirá, medová, našedlábarva vrypu: bíláprůhlednost, průsvitnost: průsvitný až někdy průhlednývzhled: nekovovýlesk: vysokýštěpnost: dokonalátvrdost: 2.5tvar: tabulky, destičkyhorninové prostředí: sedimentyjiné vlastnosti: vznik agresivních vod
Jedná se o minerál, který je jednak stavební hmotou (výroba sádry) a jeho přítomnost v horninách ovlivňuje vznik agresivních podzemních vod (síranové vody)
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Anhydrit CaSO4
barva: bílá, narůžovělá, našedlá, žlutavá
barva vrypu: bílá
průhlednost, průsvitnust: průsvitný
vzhled: nekovový
lesk: dokonalý, většinou třpytivý jako cukr
štěpnost:
tvrdost: 2 - 3
tvar: špatně omezené krystaly
horninové prostředí: spolu se solí, exhaláty
jiné vlastnosti: podobně jako sádrovec – kyzové zvětrávání
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálůKarbonáty (uhličitany)
Jedná se o velmi početnou a rozšířenou skupinu minerálů, která je typická hlavně pro sedimenty a částečně pro metamorfované horniny
Kalcit, dolomit, ankerit, aragonit,siderit apod.
Kalcit (CaCO3)
barva: mléčně bílá, narúžovělá,našedlá, okrová, čirá
barva vrypu: bílá
průhlednost, průsvitnust: průsvitný (výjimečně čirý)
vzhled: nekovový
lesk: vysoký
štěpnost: podle klence, dokonalá
tvrdost: 3
tvar: klence
horninové prostředí: sedimenty, metamorfity, ne jako primární v magmatitech
jiné vlastnosti: reaguje s 2 – 3% HClkrasovatění
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
• Oxidy (kysličníky)
• Křemen SiO2(opál amorfní SiO2, chalcedon skrytě krystalický SiO2, achát, karneol,jaspis)
barva: mléčně bílý, čirý, ledově šedý - záhněda, okrově zbarvený
ale i modrofialový - ametyst, růžový -růžový
barva vrypu: bílá
průhlednost, průsvitnust: průsvitný, výjimečně průhledný
vzhled: nekovový
lesk: mastný
štěpnost: neštěpný
tvrdost: 7
tvar: prismata, ukončená pyramidálními plochami
horninové prostředí: téměř všudypřítomný
jiné vlastnosti: křehký, resistentní
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů• Oxidy železa (volně je k nim připojen
minerál magnetit, který ve skutečnosti patří do skupiny spinelidů)
• Limonit minerál s problematickým a relativně složitým vzorcem, kde se objevuje FeO a FeOH
• Hematit (krevel) Fe3 O4
• Minerály tvořící v horninách tmel (pískovce) nebo horniny pigmentují do rezavých a červenohnědých barev
• Magnetit Fe3O4 , magnetický, těžký,drobný kubický minerál krystalizující v osmistěnech
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
SilikátyNejpočetnější skupina minerálů se složitou chemickou a strukturní stavbou. Jsou jednotně tvořené základním „kamenem“ – buňkou silikátovým tetraedrem (čtyřstěnem) SiO3, který je složitě organizován s dalšími kationty do složitých řetězců, prostorových struktur a plošných struktur.
Živce draselné KAlSi3O8 (ortoklas – monoklinický, mikroklín – triklinický, sanidin, živec s Ca vznikající za vyšších teplot
NaAlSi3O8 …----------------------------------------- CaAl2Si2O8
plagioklasy (živce sodnovápenaté), celá řada živců, kde sodný člen albit (kyselý) na jedné straně a vápenatý anortit (zásaditý) na druhé straně se vzájemně mísí a vytvářejí se další jedinci (oligoklas, andesin, labradorit, bytownit). Na obsahu živcú je částečně založen systém magmatických hornin.
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálůživcebarva: bílé, našedlé, narůžovělé až masově červenébarva vrypu: bíláprůhlednost, průsvitnost:výjimečně průsvitný, vzácně i průhledný
vzhled: nekovovýlesk: dokonalýštěpnost: dokonalátvrdost: 6.5tvar:tabulky, lišty, destičkyhorninové prostředí: všechny horninyjiné vlastnosti: ovlivňuje štěpnost hornin
Velmi podobné, makroskopicky nerozlišitelné jsou zástupci živců – foidy ( setkáme se s horninou, která má u názvu přívlastek nefelinický fonolit – je to vulkanit fonolit – znělec s nefelínem. Jsou to minerály, které v horninách zastupují živce tehdy, když není dostatek SiO3 , k vytvoření plnohodnotných živců .
Živcům podobné a makroskopicky obtížně nerozlišitelné jsou ve vulkanických horninách zeolity (např. natrolit ve znělci)
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálůSkupina turmalínu.
Skupina minerálů, které pro nás reprezentuje chemický složitý borosilikát turmalín
barva: černohnědý – skoryl, růžový - rubelit
barva vrypu: bílá
průhlednost, průsvitnust:vzácně průsvitný
vzhled: nekovový
lesk: na krystalových plochách vysoký
štěpnost:neštěpný
tvrdost: 6
tvar: trojboké sloupce
horninové prostředí: kyselé magmatity a metamorfity
jiné vlastnosti: křehkost, malá
mechanická pevnost
podélné rýhování paralelní s osou sloupce
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Skupina amfibolů
silikáty Fe, Mn, Mg
barva: zelené zelenohnědé, hnědé
barva vrypu: bílá
průhlednost, průsvitnust: průsvitný
vzhled: nekovový
lesk: dobrý lesk
štěpnost: dokonalá viz obr. Paralelní s osou sloupce
tvrdost: 6.5
tvar: protáhlé sloupce
horninové prostředí: magmatity a metamorfity
jiné vlastnosti : ne v sedimentech
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Skupina pyroxenů
silikáty Fe, Mg, Mn
barva: temnější než amfiboly, hnědé, hnědočerné, temně zelené
barva vrypu: bělavá
průhlednost, průsvitnust: neprůsvitná
vzhled: nekovový
lesk: dokonalý
štěpnost: dokonalá
tvrdost:6.5
tvar: zavalité, kratší sloupce
horninové prostředí: magmatity, etamorfity, ne sedimenty
jiné vlastnosti: málo odolný Fe
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálůSkupina olivínu
Je to řada silikátů Fe a Mg (forsterit a fayalit), které se mísí a FeMg silikát je minerál olivín
barva: trávově zelená, zelenožlutá až hnědavá
barva vrypu: bílá
průhlednost, průsvitnost: průsvitný
vzhled: nekovový
lesk: mastný skelný - vysoký
štěpnost: nedokonalá
tvrdost: 6.5
tvar: špačkovité tvary
horninové prostředí: bazické magmatity
jiné vlastnosti: při metamorfoze procesem
serpentinizace vzniká vláknitý minerál chrysotil - azbest (nebo šupinkovitý serpertin)
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Skupina granátů
Pyrop – český granátMg - Fe
AlmandinHesonitGrosularAndraditUvarovit a další
barva: většinou červenohnědé až červenébarva vrypu: bělaváprůhlednost, průsvitnost:
vzácně průsvitnévzhled: nekovovýlesk: na lomu matnýštěpnost: neštěpnýtvrdost: 6.5tvar: kubické mnohostěnyhorninové prostředí: magmatity, metamorfityjiné vlastnosti: těžký minerál (rýžování), neodolný Fe
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Skupina granátů
Pyrop – český granátMg - Fe
AlmandinHesonitGrosularAndraditUvarovit a další
barva: většinou červenohnědé až červenébarva vrypu: bělaváprůhlednost, průsvitnost:
vzácně průsvitnévzhled: nekovovýlesk: na lomu matnýštěpnost: neštěpnýtvrdost: 6.5tvar: kubické mnohostěnyhorninové prostředí: magmatity, metamorfityjiné vlastnosti: těžký minerál (rýžování), neodolný Fe
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Skupina slíd světlé - tmavé muskovit, biotit, sericit, flogopitsilikáty s OH, MgMuskovit barva: čirý až zlatavě žlutavý barva vrypu: bílýprůhlednost, průsvitnost: průsvitný až průhlednývzhled: nekovovýlesk: vysoký - slídovýštěpnost: dokonalátvrdost: 5tvar: tabulky, šupinky, lístkyhorninové prostředí: ve všech hornináchjiné vlastnosti:odolný, flexibilní
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Biotit (silikát s Fe)
barva: hnědá, hnědočervená
barva vrypu: bílá
průhlednost, průsvitnust: průsvitný
vzhled: nekovový
lesk: slídový - dokonalý
štěpnost: výborná
tvrdost: 5.5
tvar: destičky , tabulky, lístky, šupinky
horninové prostředí: magmatity, metamorfity, ne sedimenty
jiné vlastnosti: neodolný, snadno zvětrává
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Slídám podobné minerály, drobnější až mikroskopické
Skupina chloritu
barva: zelené, hnědozelené
barva vrypu: bílé
průhlednost, průsvitnost: neprůhledné, neprůsvitné
vzhled: nekovový
lesk: hedvábný
štěpnost: ano
tvrdost: 5
tvar: jehličky, šupinky
horninové prostředí: epizonálně metamorfované horniny
jiné vlastnosti:
Systém horninotvorných minerálůSystém horninotvorných minerálů
Produkt rozpadu a rozkladu minerálů (živců)Submikroskopické minerály (zkoumají seelektronovou mikroskopií)
Skupina jílových minerálůsk. kaolinitusk.montmorilonitusk. Illitu
glaukonit – foto, indikátor mořské sedimentace, pigment a tmel pískovců
Minerály s vrstevní strukturou tetraedrů. Vlastnosti: sorbce, nasákavost, bobtnavost, žáruvzdornost, výměna bází, schopnost expandovat
Dominantní minerál v pelitech.