jest związkiem chemicznym zbudowanym z jednego lub wielu pierwiastków,
posiada uporządkowaną strukturę wewnętrzną, czyli jest kryształem (zob. Budowa wewnętrzna i postać minerałów ),
w normalnych warunkach ziemskich występuje w stałym stanie skupienia,
powstała wyłącznie w wyniku procesów naturalnych.

Minerał ( Rys. 1A) jest wytworem procesów geologicznych, więc wyklucza się zaliczanie do nich substancji syntetycznych, które tworzone są w laboratoriach (np. sztuczne: diamenty, cyrkonie, kwarce), czy w procesach związanych z działalnością człowieka (np. samozapłon na składowiskach odpadów pogórniczych). Do minerałów jednak zaliczane są substancje krystaliczne, których powstanie związane jest z niezamierzoną działalnością antropogeniczną (np. wykwity w wyrobiskach górniczych) [3]. Minerały są rezultatem procesów naturalnych, powstają jako efekt magmowych, osadowych oraz metamorficznych procesów geologicznych [4]. Minerał powstaje przez krystalizację, która przebiega w określonym środowisku (np. przy określonym pH i Eh) i w określonych warunkach fizyko-chemicznych (temperatura i ciśnienie). Aktualnie szacowana ilość znanych i opisanych minerałów wynosi ok. 4000, a każdego roku opisuje się około 100 nowych minerałów.

Substancja, która jest bliska minerałowi, ale nie spełnia wszystkich kryteriów zakreślonych w definicji, nazywana jest substancją mineralną ( Rys. 1B, C). Specyficzną grupą należącą do substancji mineralnych są tak zwane biominerały, czyli analogi minerałów występujące w skałach, lecz powstałe w organizmach żywych, tj. elementy twarde, głównie szkieletowe i zęby (np. kalcyt w muszlach małży, apatyt w kościach kręgowców). Inną grupą są mineraloidy, czyli formy, które od minerałów różni brak wykształcenia struktury krystalicznej. Do mineraloidiów zaliczane są np. opal, szkliwo wulkaniczne lub szokowe, bursztyn, ozokeryt, asfalt, które są amorficzne (niekrystaliczne).

Rysunek 1: A: minerał (kryształy kalcytu), B: mineraloid (bursztyn), C: biominerał (kalcyt w muszli łodzika).

Skały mają zróżnicowany skład mineralny. Mogą być zbudowane z kryształów tylko jednego minerału, wówczas wyróżniane są skały monomineralne ( Rys. 2B) - np. składające się z kalcytu wapienie lub marmury. Jednak większość odmian skalnych to skały polimineralne ( Rys. 2A), które składają się z większej ilości minerałów [5], [6].

A: skała polimineralna (granit zbudowany ze skaleni alkalicznych, plagioklazów, kwarcu i minerałów ciemnych), B: skała monomineralna (halityt zbudowany z halitu).

Rysunek 2: A: skała polimineralna (granit zbudowany ze skaleni alkalicznych, plagioklazów, kwarcu i minerałów ciemnych), B: skała monomineralna (halityt zbudowany z halitu).

Informacja dodatkowa 1: Skały monomineralne

Najwyższy udział skał monomineralnych występuje wśród skał osadowych pochodzenia chemicznego. Należą do nich zbudowane z kalcytu wapienie, krzemienie, czerty, rogowce, które budują minerały z grupy krzemionki oraz ewaporaty, składające się z halitu ( Rys. 2B), gipsu lub anhydrytu. W obrębie skał ziarnistych znane są monomineralne odmiany piaskowców i zlepieńców węglanowych lub kwarcowych, gdzie w szkielecie ziarnowym oraz w spoiwie występuje ten sam minerał. W skałach magmowych, poza dunitami zdominowanymi przez oliwiny, odmiany monomineralne są rzadkie. Skład mineralny skał metamorficznych zależy od składu mineralnego protolitu, czyli skały macierzystej. Poddane metamorfizmowi skały monomineralne zbudowane z minerałów trwałych, tj. skały krzemionkowe lub wapienie, zachowują w neolitach swój monomineralny charakter (zob. Minerały protolitów ).

Pomimo tak wielkiej różnorodności minerałów, tylko niewielka część z nich ma istotne znaczenie i występuje jako powszechny budulec Ziemi. Z ogólnej liczby minerałów ok. 100 jest podstawowym składnikiem skał i nazywane są one minerałami skałotwórczymi. W większości, w ich składzie występują najpowszechniejsze pierwiastki skorupy ziemskiej, do których zaliczane są: tlen, krzem, glin, żelazo, wapń, sód, potas i magnez.

Klasyfikacje minerałów bazują na składzie chemicznym oraz na typie budowy wewnętrznej. Według powszechnie stosowanej klasyfikacji Nickela-Strunza ( Tabela 1 ) minerały zostały podzielone na 9 głównych klas:

Tabela 1: Główne klasy minerałów.

I	Pierwiastki rodzime
II	Siarczki
III	Halogenki
IV	Tlenki i wodorotlenki
V	Azotany, węglany i borany
VI	Siarczany, chromiany, molibdeniany, wolframiany
VII	Fosforany, arseniany, wanadany
VIII	Krzemiany
IX	Związki organiczne

Informacja dodatkowa 2: Identyfikacja minerałów w skałach

Ustalenie składu mineralnego to jedna z pierwszych i podstawowych czynności analitycznych, która pozwala na właściwe rozpoznanie skały. Identyfikacja minerałów oraz innych substancji budulcowych skał wymaga użycia specjalistycznego sprzętu oraz zawansowanych metod badawczych. Opiera się na analizie składu chemicznego oraz budowy wewnętrznej. Jednak wiele z minerałów skałotwórczych można identyfikować makroskopowo, wykorzystując proste techniki analityczne. Badanie to opiera się głównie na ustaleniu cech fizycznych i przeprowadza się go przy użyciu podstawowego wyposażenia diagnostycznego, czyli szkła powiększającego i rylca. Skład chemiczny szacowany jest podczas rozpoznawania skał osadowych, wówczas do identyfikacji minerałów węglanowych stosuje się słaby roztwór kwasu solnego. Diagnostyka makroskopowa to proces krótkotrwały, który z pełnym powodzeniem realizowany jest w warunkach terenowych. Aby uzyskać wiarygodny wynik, oznaczenie minerału należy przeprowadzać na świeżej powierzchni minerału, którą uzyskuje się przez rozbicie próbki skalnej. Identyfikacja minerału będzie najbardziej miarodajna, jeśli podczas takiego badania zostanie pozyskany możliwie największy zespół cech diagnostycznych.

Skład chemiczny oraz wewnętrzna budowa kryształów wpływa na indywidulane parametry minerałów. Zbiór tych cech jest charakterystyczny i swoisty dla większości minerałów skałotwórczych. Identyfikacja tych cech, która w większości przypadków jest możliwa metodami makroskopowymi, pozwala na oznaczanie poszczególnych gatunków minerałów.
Do charakterystycznych cech zaliczane są:

cechy optyczne, tj. barwa kryształów, rysa, przeźroczystość, połysk (zob. Cechy optyczne minerałów ),
własności fizyczne, tj. twardość, gęstość, łupliwość/przełam, pokrój kryształów (zob. Właściwości fizyczne minerałów ).

Informacja dodatkowa 3: Opisy minerałów

Opisy minerałów są znormalizowane. W części podstawowej, obok nazwy, podaje się specyfikację składu chemicznego, cech optycznych i fizycznych, tj. układ krystalograficzny, twardość, gęstość, barwa i rysa, pokrój kryształu, łupliwość, połysk, przezroczystość i formę skupień.

Bibliografia

1. J. Żaba: Ilustrowany słownik skał i minerałów, Videograf II, Katowice 1993.
2. E. H. Nickel: International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names: Definition of a mineral, Mineralogy and Petrology 1995, Vol. 55, Iss. 4, pp. 323-326.
3. A. Manecki: Mineralogia szczegółowa, Mineralpress Kraków, Kraków 2019.
4. A. Bolewski, J. Kubisz, A. Manecki, W. Żabiński: Mineralogia ogólna, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1990.
5. A. Manecki, M. Muszyński: Przewodnik do petrografii, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008.
6. P. Roniewicz (Red.): Przewodnik do ćwiczeń z geologii dynamicznej, Polska Agencja Ekologiczna S.A., Warszawa 1999.

Link

Temat:
Opis:
Typ:

Email: