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


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)


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


• 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


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


Skupina amfibolů

silikáty Fe, Mn, Mg

barva: zelené zelenohnědé, hnědé

barva vrypu: bílá


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


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)


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


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


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


Biotit (silikát s Fe)

barva: hnědá, hnědočervená

barva vrypu: bílá


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


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:


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.

Documents

Horninotvorné minerály