W zależności od rodzaju skał (magmowe, osadowe, metamorficzne) występują w nich różne minerały krzemionkowe. W skałach magmowych może występować jedynie tzw. kwarcα lub β. W skałach osadowych poza allogenicznymi ziarnami kwarcu α lub lub β, występują też autogeniczne formy krzemionki w postaci opalu, chalcedonu i kwarcu β. W warunkach metamorficznych opal i chalcedon przekrystalizowują w kwarc β i jest on w nich jedynym minerałem krzemionkowym.
Autogeniczne minerały krzemionkowe w skałach osadowych
Poza allogenicznymi (minerały powstałe poza środowiskiem tworzenia się skał osadowych, a do basenu sedymentacyjnego dostały się w wyniku erozji i transportu produktów wietrzenia skał starszych) ziarnami kwarcu, w skałach osadowych istotne znaczenie mają autogeniczne formy krzemionki, krystalizujące w zbiorniku sedymentacyjnym z roztworów (w szczególności z wody morskiej). Krzemionka krystalizująca w ten sposób staje się naturalnym spoiwem łączącym ziarna skał okruchowych. Do grupy tej należą minerały: opal, chalcedon i kwarc. Kolejność, w której zostały wymienione nie jest przypadkowa. Jest odzwierciedleniem kolejnych etapów krystalizacji chemicznej z roztworu.
OPAL
SiO2.nH2O
Opal jest stwardniałym żelem krzemionkowym zawierającym do 20% wagowych wody. Jest minerałem amorficznym.
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: Skupienia naciekowe, skorupowe, zbite, konkrecyjne, wypełnienia szczelin, żyły, impregnacje w typie sztokwerkowym.
Pokrój kryształów: ciało bezpostaciowe.
Barwa: bezbarwny (hialit) lub zabarwiony tworząc formy ozdobne najczęściej pochodzenia hydrotermalnego: mleczny (biały), opal szlachetny (opalizujący tęczowo), menilit (brązowy).
Połysk: szklisty lub perłowy.
Rysa: biała.
Twardość: 5.5-6.5.
Łupliwość: brak.
Przełam: muszlowy.
Gęstość : 1,9-2,2 g/cm3.
Fig. 1. Opal ognisty, Australia, Muzeum Historii Naturalnej, BerlinFig. 2. Fragment żyły opalu mlecznego, Szklary, Przedgórze Sudetów
WYSTĘPOWANIE
Opale formują się zwykle w bardzo wolnym tempie w skałach osadowych. Kamienie te były docenione ze względu na swe piękno już przez starożytnych Rzymian, którzy zdobywali je z rejonu dzisiejszej Słowacji. Później modne stały się opale amerykańskie (XVI wiek). Teraz za najlepsze uznaje się te, które wydobywa się w Australii. Opal należy do popularnych, a jednocześnie bardzo cenionych kamieni szlachetnych. Wartość kamieni zależy od ich wielkości, atrakcyjności zabarwienia lub wzoru barwnego, oraz tzw. gry barw (opalescencji). Efekt, który powoduje opalizację, polega na zjawisku załamania, rozszczepienia i odbicia światła na małych kulkach krzemionki znajdujących się wewnątrz minerału. Za najcenniejsze i najbardziej poszukiwane uznaje się powszechnie opale czarne, ponieważ ciemne tło najlepiej uwidocznia barwne refleksy świetlne. Wadą opali jest ich duża wrażliwość na zmiany temperatury oraz postępujący stale proces dehydratacji, który może spowodować pękanie kamieni.
Chalcedon jest skrytokrystaliczną odmianą kwarcu β, zawierającą gęsto rozsiane, submikroskopijne inkluzje wody. Z fizycznego punktu widzenia stanowi układ dyspersyjny SiO2, H2O.
Barwa: bezbarwny ale najczęściej różnie zabarwiony karneol (żółtoczerwony do krwiścieczerwonego), onyks (czarny), chryzopraz (zielony), plazma (ciemnooliwkowozielony), heliotrop (zielony (barwa spowodowana jest nagromadzeniem kryształów aktynolitu) z czerwonymi plamkami), sard (brązowy),agat (zbudowany z koncentrycznych, współśrodkowych, różnobarwnych wstęg).
Połysk: słaby lub matowy.
Rysa: biała.
Twardość: 6.0-6.5.
Łupliwość: brak.
Przełam: muszlowy.
Gęstość : 2,6 g/cm3.
KWARC
SiO2
W zależności od rodzaju skał (magmowe, osadowe, metamorficzne) występują w nich różne minerały krzemionkowe. W skałach magmowych może występować jedynie tzw. kwarc α lub β. W skałach osadowych poza allogenicznymi ziarnami kwarcu α lub lub β, występują też autogeniczne formy krzemionki w postaci opalu, chalcedonu i kwarcu β. W warunkach metamorficznych minerały opalu i chalcedonu przekrystalizowują w kwarc β i jest on w nich jedynym minerałem krzemionkowym.
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: kwarc α krystalizuje w układzie heksagonalnym a kwarc α w trygonalnym. Najczęstszą postacią kwarcu α jest podwójna piramida heksagonalna połączona ze łabo wykształconym (krótkim) słupem heksagonalnym. Kwarc β ma silnie wykształcone ściany słupa heksagonalnego, który zakończony jest dwoma romboedrami.
Pokrój kryształów: izometrychny (α), słupowy (β). Słupy kwarcu β są z reguły znacznie wydłużone.
Barwa: bezbarwny (kryształ górski), często zanieczyszczony domieszkami barwiącymi. Różnorodne odmiany, w związku z ich częstym występowaniem otrzymały swoje nazwy mineralogiczne: biały - kwarc mleczny, szary - dymny, czarny - morion, żółty - cytryn, czerwony - krwawnik, fioletowy - ametyst.
Połysk: obie odmiany posiadają połysk na ścianach szklisty, a na przełamie tłusty.
Rysa: biała.
Twardość: 7,0 - wzorcowa w skali Mohsa.
Łupliwość: obie odmiany nie wykazują łupliwości, mają zatem przełam, który w przypadku kwarcu α jest muszlowy, a w przypadku kwarcu β jest muszlowy lub nierówny. Powierzchnie przełamu są z reguły gładkie.
Inne właściwości: kruchy.
WYSTĘPOWANIE
Powstawanie dwóch odmian tlenku krzemu (α, β) związane jest z temperaturą, w której powstają minerały. Powyżej 573°C powstaje odmiana α, a poniżej tej temperatury odmiana β. Po obniżeniu temperatury poniżej 573°C, kwarc α przechodzi w kwarc β zachowując jednak swą postać. Dlatego też tak naprawdę mówiąc o kwarcu α powinniśmy mieć na myśli paramoprfozy kwarcu β po kwarcu α. Najładniejsze okazy kwarcu pochodzenia magmowego związane są z krystalizacją form odmiany β tworzących kryształy narosłe na ścianach szczelin i próżni skalnych. Kwarc ten jest związany z krążeniem w górotworze roztworów pomagmowych, z których krystalizują pegmatyty. W warunkach magmowych tworzyć się może wyłącznie kwarc α, który tworzy jednak wyłącznie kryształy wrosłe, ściśle zrośnięte z innymi minerałami (szereg Bowena). Jest to powodem trudności w rozpoznaniu niektórych cech tego minerału.
Węglany są bardzo ważną i liczna grupą minerałów. Często towarzyszą złożom rudnym lub same stanowią źródło ważnych metali. Anion (CO3)- tworzy w węglanach połączenia z kationami metali takich jak magnez, żelazo, wapń, cynk, mangan, ołów, miedź, a niekiedy także z anionami dopełniającymi - (OH)-, (Cl)-. Najważniejszymi przedstawicielami węglanów są: kalcyt, dolomit, syderyt i magnezyt.
KALCYT
CaCO3
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: kalcyt krystalizuje w układzie trygonalnym.
Pokrój kryształów: kryształy dobrze wykształcone, nieraz znacznych rozmiarów, odznaczające się bogactwem postaci.
Barwa: najczęściej bezbarwny, biały, szary, brunatny lub rozmaicie zabarwiomy przez domieszki chemiczne i mineralne.
Połysk: szklisty.
Rysa: biała.
Twardość: 3,0 - wzorcowa w skali Mohsa.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 2,6-2,8 g/cm3.
Inne właściwości: silnie burzy z 10% HCl.
Fig. 1. Szpat islandzki - tradycyjna nazwa przezroczystej, wielkokrystalicznej odmiany kalcytu wykształconej w postaci romboedrów (sześcianów); coll. Katedra Geologii Ogólnej i Geoturystyki AGHFig. 3. KalcytFig. 4. Szczotka kalcytowaFig. 5. Szczotka kalcytowa na marmurze sławniowickim; Sławniowice (metamorfik Sudetów Wschodnich); coll. Katedra Geologii Ogólnej i Geoturystyki AGH, Fot. J. Wrzak
WYSTĘPOWANIE
Kalcyt jest ważnym minerałem skałotwórczym. Tworzy on bardzo urozmaicone formy skupień. Oprócz skupień ziarnistych, zbitych i włóknistych występują formy naciekowe - stalaktyty i stalagmity. Minerał ten jest głównym składnikiem osadowych skał wapiennych, pochodzenia zarówno organicznego jak i chemicznego i detrytycznego. Obecny jest w złożach żyłowych pochodzenia hydrotermalnego. W grupie skał metamorficznych stanowi podstawowy składnik marmurów. W glebach kalcyt odgrywa również bardzo istotną rolę, wpływając na szereg ich właściwości (przede wszystkim przedziwdziała zakwaszaniu gleb, działa również strukturotwórczo). W warunkach klimatu humidowego (charakteryzującego się przewagą opadów nad parowaniem) kalcyt jest łatwo wypłukiwany w głąb profilu glebowego, ze względu na łatwą rozpuszczalność w roztworze kwasu węglowego. W klimacie aridowym (suchy klimat stepów, półpustyń i pustyń) dochodzi do nagromadzenia dużych jego ilości w górnych poziomach profilu glebowego.
DOLOMIT
Ca,Mg(CO3)2
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: dolomit krystalizuje w układzie trygonalnym.
Pokrój kryształów: kryształy romboerdyczne.
Barwa: biała, szara, żółtawa, brunatna aż do prawie czarnej, w zależności od domieszek.
Połysk: szklisty lu perłowy.
Rysa: biała.
Twardość: 3,5-4,0.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 2,85-2,95 g/cm3.
Inne właściwości: burzy z 10% HCl po sproszkowaniu lub po podgrzaniu kwasu.
WYSTĘPOWANIE
Dolomit jest solą podwójną MgCO3 ∙ CaCO3, prawie zawsze zawierającą domieszki żelaza, czasem również cynku, niklu i kobaltu. Jest on głównym składnikiem skał o tej samej nazwie tj. dolomitów, a także marmurów dolomitowych (zob. marmury). Znany jest ponadto z żyłowych utworów hydrotermalnych.
SYDERYT
FeCO3
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: syderyt krystalizuje w układzie trygonalnym.
Pokrój kryształów: rzadko tworzy kryształy romboerdyczne, niewielkie.
Barwa: w stanie świeżym żółtawoszara, w stanie zwietrzałym - brunatna.
Połysk: szklisty lub perłowy.
Rysa: biaława.
Twardość: 3,5-4,5.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 3,7-3,9 g/cm3.
Inne właściwości: po sproszkowaniu silnie burzy z kwasem solnym.
Fig. 6. Sferosyderyt ilasty (Karpaty Zewnętrzne)
WYSTĘPOWANIE
Syderyt jest ważną rudą żelaza, o zawartości tego pierwiastka około 48,3%. Występuje w skupieniach drobnokrystalicznych, zbitych. Jest obecny w skałach osadowych, w pęcherzach pogazowych skał wulkanicznych, żyłach pochodzenia hydrotermalnego. Może także tworzyć konkrecje i pokłady w utworach pochodzenia sedymentacyjnego i torfach.
MAGNEZYT
MgCO3
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: magnezyt krystalizuje w układzie trygonalnym.
Pokrój kryształów: rzadko tworzy kryształy.
Barwa: bywa bezbarwny, biały, czasem brunatny lub czerwonawy, w dależności od domieszek (głównie żelaza).
Połysk: szklisty.
Rysa: biała.
Twardość: 4,0-4,5.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 3,0 g/cm3.
Inne cechy: po sproszkowaniu silnie burzy z kwasem solnym.
Fig. 7. Magnezyt z fragmentami chryzoprazów (masyw Szklar)Fig. 8. Żyłki magnezytowe w zwietrz. serpentynitowej (masyw Szklar)Fig. 9. Żyły magnezytowe w masywie serpentynitowym (masyw Szklar)
WYSTĘPOWANIE
Magnezyt występuje w skałach osadowych, dolomitach, a także w postaci żył w zwietrzałych skałach serpentynitowych. Magnezyt wypalony służy do wyrobu materiałów ogniotrwałych, specjalnych cementów i izolatorów elektrycznych, znajduje również zastosowanie w przemyśle papierniczym.
Chlorki (podobnnie jak fluorki, bromki i jodki) należą do grupy halogenków, minerałów obejmujących sole kwasów fluorowodorowego, chlorowodorowego (solnego), bromowodorowego i jodowodorowego. Fluor, chlor, brom i jod w procesach magmowych nie koncentrują się w większych ilościach. Przeważająca część tych pierwiastków przechodzi do roztworów hydrotermalnych, z których mogą krystalizować w formie halogenków. Najbardziej rozpowszechniony jest fluoryt i fluorki glinu. W warunkach osadowych dochodzi natomiast do znacznej koncentracji chlorków (halit, sylwin i inne), które razem z siarczanami tworzą czasem ogromne złoża. Obecnie od 70 do 75% chloru i bromu, a także ponad 90% jodu skorupy ziemskiej znajduje się w wodzie morskiej.
Postać występowania: halit krystalizuje w układzie regularnym.
Pokrój kryształów: kryształy sześcienne, niekiedy osiągające znaczne rozmiary.
Barwa: kryształy halitu są zazwyczaj bezbarwne i przezroczyste, znane są także formy zabarwione na żółto, niebiesko, czerwono i szaro, w zależności od chemicznych i mineralnych domieszek.
Połysk: szklisty.
Rysa: biała.
Twardość: 4,5.
Łupliwość: doskonała, kostkowa.
Gęstość: 2,1-2,2 g/cm3.
Inne cechy: charakterystyczny słony smak.
WYSTĘPOWANIE
Halit, zwany potocznie solą kuchenną, jest najważniejszym minerałem solnym. Jest on źródłem otrzymywania sody i kwasu solnego oraz chloru i jego związków. Używany jest powszechnie do celów spożywczych i do konserwowania żywności. Halit najczęściej występuje w skupieniach ziarnistych i zbitych. Tworzy także formy szkieletowe, stalaktytowe oraz włosowate wykwity. Minerał ten powstaje w wyniku odparowania wody morskiej lub słonych jezior (złoża solne), często tworzy wykwity pustynne. W Polsce złoża soli kamiennej występują w okolicach Inowrocławia (permskie wysady solne) oraz Bochni i Wieliczki (trzeciorzędowe osady solne). W glebach halit krystalizuje in situ ze słonych roztworów glebowych, szczególnie na obszarach aridowych i emi-aridowych. Kryształy zwykle akumulują sie w porach glebowych lub tworzą naskorupienia na powierzchni gleby.
SYLWIN
KCl
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: sylwin krystalizuje w układzie regularnym.
Pokrój kryształów: kryształy zwykle sześcienne.
Barwa: kryształy sylwinu są zazwyczaj bezbarwne i przezroczyste, rzadziej białawe, czerwone lub szare, w zależności od chemicznych i mineralnych domieszek.
Połysk: szklisty.
Rysa: biała.
Twardość: 2,0.
Łupliwość: doskonała, kostkowa.
Inne cechy: charakterystyczny gorzki smak.
Gęstość: 1,9 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Występowanie podobne do halitu. Złoża sylwinu są eksploatowane w celu pozyskania nawozu mineralnego powszechnie stosowanego w rolnictwie - soli potasowej.
KARNALIT
KMgCl3. nH2O
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: karnalit krystlizuje w układzie rombowym.
Pokrój kryształów: kryształy występują rzadko, są drobne o kształcie pseudoheksagonalnym.
Barwa: kryształy karnalitu mogą być bezbarwne, białe, żółtawe i czerwonawe, przezroczyste lub przeświecające.
Połysk: szklisty.
Rysa: biała.
Twardość: 1,0-2,0.
Łupliwość: dobra.
Gęstość: 1,6 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Występowanie podobne do halitu. Złoża karnalitu są eksploatowane w celu pozyskania nawozu mineralnego stosowanego w rolnictwie.
Minerały ilaste są uwodnionymi glinokrzemianami Al, Mg i Fe, należącymi do krzemianów warstwowych. W zależności od wzajemnego układu warstw oktaedrów i tetraedrów mogą one należeć do krzemianów: dwuwarstwowych o typie budowy 1:1, gdzie warstwa oktaedrów jest trwale i jednostronnie połączona z warstwą tetraedrów trójwarstwowych o typie budowy 2:1, gdzie warstwa oktaedrów zamknięta jest między dwoma warstwami tetraedrów zwróconych do siebie wierzchołkami.
Minerały ilaste na podstawie budowy dzieli się na:
dwuwarstwowe:
grupa kaolinitu (kandyty) - kaolinit, hydrohaloizyt i dickit.
trójwarstwowe:
grupa hydromik: illit i hydromuskowit,
grupa montmorillonitu (smektyty): montmorillonit i beidellit,
grupa wermikulitu: wermikulit.
allofany - formy bezpostaciowe, Al2 · SiO2 · nH2O.
Minerały ilaste powstają głównie w wyniku wietrzenia chemicznego innych glinokrzemianów, mogą także krystalizować z roztworu. Rodzaj powstających minerałów ilastych zależy od składu chemicznego wietrzejącego minerału pierwotnego oraz od warunków środowiska (odczynu, obecności różnych jonów itp.). Odczyn kwaśny sprzyja powstawaniu kaolinitu, obojętny lub alkaliczny - montmorillonitu. Grupa minerałów ilastych wyróżnia się zespołem charakterystycznych cech, do których należą:
1. Powierzchnia właściwa - cząstki ilaste ze względu na ich drobne wymiary posiadają dużą powierzchnię zewnętrzną. Jednak nie stanowi ona ich całkowitej powierzchni właściwej, na którą składa się dodatkowo powierzchnia wewnętrzna, czyli międzypakietowa. Ogromna powierzchnia właściwa minerałów ilastych jest więc wynikiem zarówno dużego rozdrobnienia materiału, jak i pakietowej struktury cząstek. Aby dobrze zrozumieć ten problem należy uzmysłowić sobie, iż powierzchnia właściwa frakcji ilastej na 1 ha typowej gleby pyłowej lub ilastej jest w przybliżeniu 20-25 razy większa od powierzchni Polski. Największą powierzchnię właściwą mają minerały trójwarstwowe (grupa montrmorillonitu), najmniejszą zaś minerały dwuwarstwowe (grupa kaolinitu).
2. Elektroujemne ładunki - cząstki ilaste posiadają zazwyczaj ładunek ujemny. Powoduje on przyciąganie przez powierzchnię minerału ilastego ogromnej ilości kationów. W ten sposób powstaje tzw. podwójna warstwa jonowa. Składniki cząstki koloidalnej stanowią wewnętrzną warstwę jonową, będącą "wielkim anionem", którego powierzchnia posiada znaczną ilość ładunków ujemnych. Zewnętrzną warstwę jonową stanowi ogromna ilość dość luźno związanych kationów, które otaczają cząstkę koloidalną, a w niektórych przypadkach wnikają do jej wnętrza. Oprócz kationów na powierzchni cząstki koloidalnej grupuje się też duża ilość cząsteczek wody. Część tej wody wiązana jest przez zasorbowane kationy, poza tym wszystkie minerały ilaste wiążą duże ilości wody w przestrzeniach międzypakietowych. Sorpcja kationów przez minerały ilaste odgrywa w glebie ogromną rolę.
3. Właściwości fizyczne - w zależności od uwilgotnienia minerały ilaste wykazują odmienne właściwości. W stanie wilgotnym są one plastyczne i maziste, zaś w trakcie suszenia kurczą się, przechodząc w zwięzły i silnie scementowany materiał. Właściwości te decydują o szeregu właściwości fizycznych gleb, takich jak pęcznienie i kurczliwość, czy plastyczność i lepkość W minerałach dwuwarstwowych (grupa kaolinitu) poszczególne pakiety związane są trwale wiązaniami wodorowymi (wodór grup OH oktaedrów). Wiązania te są na tyle silne, że nie dopuszczają do zwiększenia przestrzeni międzypakietowych i uniemożliwiają wchodzenie wody i dodatkowych kationów. Zdolności sorpcyjne tych minerałów są ograniczone tylko do ich powierzchni zewnętrznych. Odmienne właściwości posiadają minerały trójwarstwowe. W pakietach illitu (grupa hydromik) około 20% jonów Si4+ jest podstawione jonami Al3+. Wywołane tym podstawieniem ładunki ujemne są rekompensowane występującymi w przestrzeniach międzypakietowych kationami potasu. Wielkośc promienia jonowego potasu jest zbliżona do rozmiaru przestrzeni międzypakietowej, dzięki czemu jony te są zasorbowane trwale, działają usztywniająco na sąsiadujące pakiety i uniemożliwiają wchodzenie wody. Struktura illitu nie jest zatem rozciągliwa, a zwiazane jony potasu nie są dostępne dla roślin. Sorbowanie zachodzi tu głównie na powierzchni zawnętrznej minerału. Struktura wermikulitu jest do pewnego stopnia rozciągliwa. W przestrzeniach międzypakietowych, oprócz jonów Mg2+ równoważących ujemny ładunek pakietów, mieszczą się dwie warstwy cząsteczek wody. Dzięki temu kationy wymienne mogą być sorbowane również w przestrzeniach międzypakietowych. Pomiędzy pakietami montmorillonitu występują słabe siły międzycząsteczkowe (siły van der Waalsa), króre nie są w stanie przeciwdziałać wnikaniu wody i kationów wymiennych. Odległości międzypakietowe tego minerału mogą sie zwiększać nawet dwukrotnie (duże zmiany objętości). Wysoka zawartość montmorillonitu w glebach przyczynia się do wzrostu ich zdolności do pęcznienia i kurczliwości, a także plastyczności i lepkości. Najważniejszymi przedstawicielami minerałów ilastych są: kaolinit, illit, montmorillonit i wermikulit.
KAOLINIT
Al4(OH)8(Si4O10)
Fig. 1. Wyrobisko kaolinu w okolicy Vidnava (Rep. Czeska)
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać kryształów: kaolinit krystalizuje w układzie jednoskośnym.
Pokrój kryształów: łuseczkowy.
Barwa: biała, żółtawa, czasem z odcieniem zielonym.
Połysk: tłusty, matowy, perłowy.
Rysa: biała.
Twardość: 2,5.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 2,63 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Kaolinit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów (głównie skaleni) w środowisku wilgotnym i w obecności CO2 (odczyn kwaśny). Proces kaolinizacji rozwija się zwłaszcza w skałach granitowych i pokrewnych. Kaolinit jest głównym składnikiem glin i iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.
ILLIT
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać kryształów: illit krystalizuje w układzie jednoskośnym.
Pokrój kryształów: łuseczkowy.
Barwa: biaława, zielonawa lub brunatnawa.
Połysk: tłusty, matowy, perłowy.
Rysa: biała.
Twardość: 1,0-2,0.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 2,6-2,9 g/cm3.
Fig. 2. Iłowce illitowe, baton, kopalnia Wienerberger w Gnaszynie
WYSTĘPOWANIE
Illit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów (głównie skaleni). Może również powstawać w procesach przemian innych minerałów ilastych i muskowitu. Illit jest pospolitym składnikiem iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.
MONTMORILLONIT
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać kryształów: montmorillonit krystalizuje w układzie jednoskośnym.
Pokrój kryształów: łuseczkowy.
Barwa: biała, z odcieniem szarym, różowym bądź czerwonym.
Połysk: tłusty, matowy, perłowy.
Rysa: biała.
Twardość: 2,5.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 1,7-2,7 g/cm3.
Fig. 3. Bentonit - skała ilasta zbudowana głównie z montmorilonitu, miocen, kopalnia wapieni w Drugni Rządowej
WYSTĘPOWANIE
Montmorillonit powstaje w strefie wietrzenia ciemnych skał magmowych: diabazów, bazaltów i gabra w warunkach alkalicznych. Jest on głównym składnikiem iłów bentonitowych. W glebach występuje jedynie tam, gdzie zaistniały warunki alkaliczne, niezbędne przy jego tworzeniu.
WERMIKULIT
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać kryształów: wermikulit krystalizuje w układzie jednoskośnym.
Pokrój kryształów: krótkie słupki lub tabliczki o zarysach sześciobocznych.
Barwa: żółtawa, zielonawa lub brunatna.
Połysk: tłusty, matowy, perłowy.
Rysa: biała.
Twardość: 1,0.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 2,3 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Wermikulit jest produktem wietrzenia lub hydrotermalnego rozkładu biotytu. Występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.
ALLOFANY
Al2O3 · nSiO2 · mH2O
Część substancji ilastej występuje w glebach w postaci amorficznej. Odnosi się to do niektórych uwodnionych tlenków żelaza i glinu oraz części krzemionki, zwłaszcza w glebach powstałych z popiołów wulkanicznych. Grupę tych związków określa się wspólnym mianem allofanów, będących słabo dotychczas poznaną kombinacją krzemionki i półtoratlenku glinu. Pojemność sorpcyjna allofanów jest bardzo duża. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, iż pojemność ta odnosi się nie tylko do kationów (jak w przypadku pozostałych minerałów ilastych), ale również do anionów. Mechanizm powstawania niezrównoważonych ładunków w tego typu minerałach nie został jeszcze poznany, wiadomo jednak, iż mają one charakter zależny od pH.
GLAUKONIT
Glaukonit (gr. glaukos - niebieskozielony, niebieskawy) jest pospolitym minerałem z gromady krzemianów zaliczanym do minerałów ilastych. Występuje w postaci drobnych, okrągławych ziaren o średnicy dochodzącej 1,0–2,0 mm. Często tworzy skupienia oolitowe, sferolityczne i ziemiste. Jest miękki, przeświecający, barwny – przeważnie w odcieniach zielonych.
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać kryształów: wermikulit krystalizuje w układzie jednoskośnym.
Pokrój kryształów: drobnopłytkowy, listewkowy lub łuseczkowy.
Barwa: zielona w różnych odcieniach.
Połysk: matowy, ziemisty, tłustawy.
Rysa: zielona.
Twardość: 2,0.
Łupliwość: doskonała, jednokierunkowa.
Gęstość: 2,2-2,95 g/cm3.
Fig. 4. Piaskowiec glaukonitowy, Karpaty
WYSTĘPOWANIE
Glaukonit jest pospolitym składnikiem morskich osadów szelfowych. Powstaje do głębokości około 1000 m. Jest spotykany w piaskach, piaskowcach – tzw. piaski i piaskowce glaukonitowe – glaukonityty. Także w marglach, wapieniach, mułowcach.
Najważniejszymi minerałami należącymi do tej grupy są: apatyt i wiwianit.
APATYT
Ca5[(F,Cl)/(PO4)3]
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: apatyt krystalizuje w układzie jednoskośnym.
Pokrój kryształów: heksagonalny, słupkowy, niekiedy kulisty z powodu dużej ilości ścian.
Barwa: najczęściej bezbarwny, żółty, niebieski, zielony, fioletowy, czerwony.
Połysk: szklisty.
Rysa: biała.
Twardość: 5,0 - wzorcowa w skali Mohsa.
Łupliwość: brak.
Gęstość: 3,16-3,22 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Apatyt jest mieszaniną izomorficzną apatytu chlorowego i fluorowego, zwykle z dodatkiem grupy hydroksylowej (OH). Zawartość P2O5 wynosi od 40,9 do 42,3%. Występuje powszechnie jako minerał akcesoryczny w wielu skałach magmowych, obecny jest również w niektórych skałach metamorficznych, oraz w złożach hydrotermalnych. W warunkach osadowych fosforan może być wytrącany z wód morskich w postaci koloidalnej lub skrytokrystalicznej, dając początek złożom o ogólnej nazwie fosforytów. Ich głównymi składnikami są drobnoziarniste lub skrytokrystaliczne skupienia mieszanin różnych odmian apatytów fosforanowych; skupienia te noszą nazwę kolofanu. W glebach apatyt obecny jest w postaci pojedynczych ziarn, najczęściej bardzo nieregularnego kształtu. Występuje tu jednak raczej rzadko, ponieważ łatwo ulega rozpuszczeniu i wypłukaniu. Apatyty i fosforyty wykorzystywane są do produkcji nawozów mineralnych.
WIWIANIT
Fe3(PO4)2 · 8H2O
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: wiwianit krystalizuje w układzie jednoskośnym.
Pokrój kryształów: kryształy słupkowe do tabliczkowych.
Barwa: zwykle zielony do niebieskiego.
Połysk: perłowy.
Rysa: biała.
Twardość: 2,0.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 2,6-2,7 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Wiwianit występuje jako minerał wtórny środowisk redukcyjnych. Znany jest z żelazistych glin i margli w sąsiedztwie rud żelaza i fosforytów oraz bagien i torfowisk. W przeszłości, z uwagi na niebieskie zabarwienie, był szeroko używany na wsi jako barwnik do malowania zewnętrznych ścian elewacji.
Tlenki i wodorotlenki żelaza stanowią bardzo ważną grupę minerałów, zarówno z gospodarczego (rudy żelaza) jak i gleboznawczego (procesy oksydacyjno-redukcyjne, procesy glebotwórcze) punktu widzenia. Najważniejszymi przedstawicielami tej grupy są: magnetyt, hematyt, getyt i lepidokrokit, limonit.
MAGNETYT
FeO · Fe2O3
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: magnetyt krystalizuje w układzie regularnym.
Pokrój kryształów: kryształy zwykle w postaci ośmiościanów.
Barwa: żelazistoczarna.
Połysk: metaliczny.
Rysa: czarna.
Twardość: 5,5.
Łupliwość: brak, przełam muszlowy.
Gęstość: 4,9-5,2 g/cm3.
Inne właściwości: wykazuje wyraźne właściwości magnetyczne.
WYSTĘPOWANIE
Magnetyt jest tlenkiem żelazowo-żelazawym o zawartości żelaza 72,4%. Jest on pospolitym minerałem pobocznym wielu skał magmowych, np. gabra i bazaltu, obecny jest w wielu skałach osadowych i metamorficznych. Magnetyt występuje w postaci złóż o różnej genezie, które eksploatowane są w celach gospodarczych. W glebach magnetyt pochodzi z utworów macierzystych i przyjmuje postać pojedynczych, nieregularnych ziarn. Obecny jest niemal we wszystkich glebach, lecz jego zawartość jest zwykle bardzo niewielka.
HEMATYT
Fe2O3
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: hematyt krystalizuje w układzie trygonalnym.
Pokrój kryształów: różny, w zależności od warunków krystalizacji: w wysokich temperaturach tworzą się osobniki o pokroju podwójnej piramidy przypominającej ośmiościan, w temperarurach niskich powstają kryształy o pokroju tabliczkowym.
Barwa: stalowoszara, ciemnoczerwona lub prawie czarna.
Połysk: metaliczny do matowego.
Rysa: charakterystyczna - wiśniowoczerwona.
Twardość: 6,5.
Łupliwość: brak, przełam muszlowy.
Gęstość: 5,0-5,5 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Hematyt jest tlenkiem żelazowym o zawartości żelaza 70,0%. Tworzy on skupienia ziarniste, zbite, a także naciekowe i ziemiste. W zależności od wykształcenia ziarn i skupień wyróżnia sie następujące odmiany: błyszcz żelaza - kryształy lub skupienia grubokrystaliczne o stalowej barwie i połysku metalicznym, mika żelazna - skupienia drobnołuseczkowe, połyskliwe, żelaziak czerwony - zbita, skrytokrystaliczna lub ziemista odmiana o barwie czerwonej i matowym połysku, śmietana hematytowa - luźne, pylaste skupienia, barwa terakoty. Hematyt jest bardzo pospolitym minerałem, występującym w ryolitach, którym nadaje charakterystyczne, czerwone zabarwienie oraz w wielu skałach osadowych i metamorficznych. Występuje on również w złożach hydrotermalnych i w miejscach ujścia gazów wulkanicznych. W glebach hematyt obecny jest w postaci niewielkich ziarn, powstałych najczęściej w wyniku wietrzenia innych minerałów zawierających żelazo. W wielu glebach tropikalnych i subtropikalnych stanowi pospolity składnik, nadający im jasnoczerwone zabarwienie.
GOETHYT, GETYT
αFeOOH
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: getyt krystalizuje w układzie rombowym.
Pokrój kryształów: kryształy wykształcone w postaci słupków, pręcików i igieł.
Barwa: lśniąco żółta, brunatna do brunatnoczarnej.
Połysk: metaliczny do matowego.
Rysa: brunatna do brunatnożółtej.
Twardość: 5,0-5,5.
Łupliwość: doskonała.
Gęstość: 4,0-4,4 g/cm3.
WYSTĘPOWANIE
Getyt jest uwodnionym tlenkiem żelaza o zawartości tego pierwiastka 62,8%. Występuje on w pęcherzach pogazowych skał wulkanicznych w strefie utleniania. Gromadzić się może w utworach osadowych, tworząc złoża rudne pochodzenia morskiego, jeziornego lub bagiennego. W glebach getyt jest jedną z głównych substancji barwiących, mającą postać submikroskopowych ziarn, równomiernie rozłożonych w całej masie glebowej.
LEPIDOKROKIT
γFeOOH
CECHY MAKROSKOPOWE:
Postać występowania: lepidokrokit krystalizuje w układzie rombowym.
Limonit jest mieszaniną mineralną o różnym stopniu uwodnienia, której głównym składnikiem jest getyt. Zawiera domieszki innych minerałów takich jak: kwarc, wiwianit, minerały ilaste. Najpospolitszą odmianą limonitu jest żelaziak brunatny, występujący w skupieniach ziemistych, zbitych. Jest to getytowa ruda żelaza. Inne odmiany limonitu to: limonit włóknisty, ruda darniowa, ruda bagienna i jeziorna, żelaziak oolitowy i inne. Limonit wykazuje pochodzenie podobne do getytu.
