Općenito

KRISTALI I MINERALI

KOVAL

Mineral je produkt prirodnih procesa koji se odlikuje određenim, no ne nužno i fiksnim kemijskim sastavom, stabilnošću u određenim fizikalnim uvjetima te pravilnom unutrašnjom strukturom. Mineral je prirodni homogeni sastojak Zemljine kore.

Kristalizirani minerali:Pojam kristalizirane tvari, tj. kristala, podrazumijeva sređen raspored atoma u prostoru unutar uzorka i to takav raspored koji će dati difraktogram kojeg ćemo moći indicirati Müllerovim indeksima.

Amorfni minerali:Postoji određen broj minerala kod kojih ne dolazi do difrakcije rentgenskih zraka ili pak dolazi do difuzne difrakcije, koja nije vezana za točno određeni smjer, nego se može odbiti u bilo kojem smjeru. To znači da ti minerali nemaju pravilnu unutrašnju strukturu i tada ih nazivamo amorfnima. Kod amorfnih minerala problem je dokazati njihov stalan kemijski sastav.

Metamiktni minerali:Metamiktni minerali su minerali koji su nekada bili u kristaliziranom stanju, ali su u strukturi sadržavali neki radioaktivni element, pa je došlo do raspadanja kristalne rešetke te amorfizacije minerala. Kod ovih minerala problem je utvrditi kako (i od čega) je metamiktna tvar nastala.

Podjela prema načinu postanka:S obzirom na način postanka, razlikujemo pirogene minerale koji su nastali kristalizacijom iz magme. Ako su nastali iz vodenih otopina, nazivamo ih hidatogenima, a ako su kristalizirali iz plinova i para, pneumatskim mineralima. Ako su minerali nastali iz vruće vode, riječ je o hidrotermalnim mineralima. Organogeni minerali nastali su djelovanjem organizama u vodenim otopinama. Ako su nastali djelovanjem biljaka, govorimo o fitogenim, a ako su nastali djelovanjem životinja, zoogenim mineralima.

Minerali u prirodi:Minerali su osnovna komponenta od koje su izgrađene stijene čvrste zemljine kore. Kemijski su i fizički homogeni, što znači da im se sastav može zapisati kemijskom formulom. U prirodi se najčešče nalaze u čvrstom kristalnom stanju. Simetrična unutarnja građa uvjetuje i pravilnu vanjsku građu. Nastaju procesom kristalizacije,pa se zbog toga nazivaju kristali. Građeni su od atoma (povezanih kovalentnim vezama), iona (vezanih ionskim vezama) i molekula (međusobno vezanih Van der Waalsovim silama) povezanih u kristalnu rešetku. Veličina zrna može biti tako velika da se vide okom, a mogu biti tako mala da se vide tek pod mikroskopom.

Fizičke osobine kristala su tvrdoća, boja, sjaj, elastičnost, specifična gustoća i indeks loma svjetlosti.

Od kemijskih elemenata koji izgrađuju minerale litosfere 99% otpada na ove elemente: kisik, silicij, željezo, aluminij, kalcij, natrij, magnezij i kalij.

Znanstvene činjenice:Da bi se danas opisao mineral, mora se poznavati koristiti čitav niz metoda, često tehnološki vrlo zahtjevnih, tako da se često u opisivanju strukture dolazi do nivoa elementarne jedinične stanice.

Polisintetska sraštanja ne smatraju se novim mineralom.

Problem definiranja minerala pojavljuje se kada su u pitanju tekućine. Vodu se ne smatra mineralom, ali led i živa smatraju se mineralom. Izvanzemaljske tvari općenito se smatraju mineralima (npr. uzorci s Mjeseca, meteorite i tektite), dok materijali koje proizvodi čovjek nisu minerali.

Živi organizmi često proizvode nešto što ima karakteristike minerala, ali to su proizvodi živih bića (i čovjeka) (npr. kosti, ljušture školjkaša, fosfor u zubima...) te ih se ne smatra mineralima. Ipak, postoji izuzetak kada na takve tvari naknadno djeluje neka geološka sila te se one prirodno izmijene, te ih se tada smatra mineralima.

Danas je poznato oko 4000 minerala, od kojih se za njih dvjestotinjak može reći da su česti u prirodi.

Minerali su prirodna jedinjenja nastala prirodnim (geološkim) procesima koja su karakterističnog kemijskog sastava, imaju strogo uređenu atomsku strukturu i različite fizičke karakteristike. Termin "mineral" obuhvaća ne samo kemijski sastav materijala, već i strukturu minerala (kristalna rešetka). Tako npr. Dva minerala mogu biti ista po kemijskom sastavu ali onda imaju različitu kristalnu rešetku. Minerali se po sastavu kreću od čistih elemenata (poput samorodnog zlata, samorodnog srebra...) i jednostavnih soli do vrlo složenih silikata sa tisućama poznatih oblika (organska jedinjenja se obično isključuju).

Trenutni broj poznatih minerala u prirodi je preko 4000. Od njih preko 120 su česti u prirodi. Minerali se nalaze u stijenama u prirodi i istraživanje minerala je bitno za istraživanje stijena jer se na osnovu njihovih karakteristika može zaključiti kakva je bila geneza stijena, dakle, u kojim uvjetima su nastale. Proučavanjem minerala se bavi mineralogija.

O KRISTALIMA



Definicija i klasifikacija

Da bi bila svrstana u minerale, supstanca mora biti čvrsta i mora imati kristalnu strukturu. Također, mora se javljati u prirodi, kao homogena supstanca i imati određeni kemijski sastav. Tradicionalne definicije ne uključuju organske materije. Ipak, Internacionalna Mineraloška Asocijacija 1995. godine usvojila je novu definiciju: Mineral je element ili kemijsko jedinjenje koje je obično kristalasto i koje je nastalo kao rezultat geoloških procesa.

Nove klasifikacije uključuju organsku klasu - nova Dana i Strunc klasifikaciona shema. Kemijski sastav može varirati kod konačnih članova mineralnog sustava. Na primer plagioklas feldspati sastoje se od duge serije natrijem - bogatih albita (NaAlSi3O8) do kalcijumom - bogatih anortita (CaAl2Si2O8) i četiri prepoznatljiva kemijska sastava između. Mineralike supstance koje ne odgovaraju u potpunosti definiciji ponekad se nazivaju mineraloidima. Ostale supstance u prirodi nisu minerali.

Kemijski sastav: Minerali mogu biti prostijeg ili složenijeg kemijskog sastava. Ako u kemijskom sastavu nekog minerala neki element ima učešće od preko 1% on se naziva makroelement minerala a ukoliko je njegovo učešće manje od 1% tada se naziva mikroelement ili element primjese. Zbog vrlo malog sadržaja u kemijskom sastavu količina mikroelemenata se izražava u posebnim jedinicama:

1 ppm = 10 - 6 grama

1 ppb = 10 - 9 grama

Kemijski sastav minerala je od velikog značaja pri sistematizaciji i klasifikaciji mineralnih vrsta (samorodni elementi, sulfidi, oksidi, karbonati, silikati i dr.).

Struktura kristala i minerala: Kristalna struktura predstavlja geometrijsku prostornu uređenost atoma u unutrašnjoj građi minerala. Postoji 14 osnovnih trodimenzionalnih kristalnih rešetki po kojima su atomi uređeni. Svaka od njih pripada nekom od šest kristalnih sustava.

Osobine kristala i minerala: U osobine minerala spadaju parametri koji služe za opisivanje minerala i identifikaciju a to su: boja minerala, boja ogreba, sjajnost, cepljivost, prijelom. Pored ovoga bitan parametar za identifikaciju minerala je tvrdoča i magnetičnost minerala. Za identifikaciju minerala ispituje se habitus (oblik), kristalna sistema, test na okus, miris, test klorovodoničnom kiselinom.

Boja minerala može biti: idiokromatska, alokromatska, pseudokromatska.

Idiokromatska boja je ona koja potječe od minerala, odnosno njegova osobnoa boja koja ovisi o kemijskom sastavu i od strukture minerala. Alokromatska boja se javlja kao posljedica uklapanja drugih mineralnih vrsta u procesu nastanka minerala.

Pseudohromatska boja nastaje od promena po površini minerala koje su u vidu skrame. Boja minerala je jedan od parametara za identifikaciju minerala pri čemu jedan mineral može imati neku boju (npr. Sumpor je žute boje) ali ukoliko u sebi sadrži primjesu (mikroelement - mala količina nekog elementa) ovisno o vrsti primjese boja može biti i značajno promijenjena.

Boja ogreba je boja koju mineral prevlačenjem preko neglazirane keramičke pločice ostavlja kao trag. Ovo je jedan od postupaka pri identifikaciji minerala a postoje dvije mogućnosti:

Boja ogreba je boja minerala - npr. Minerali cinabarit, realgar

Boja ogreba nije boja minerala - npr. Mineral pirit.

Boja ogreba pri identifikaciji minerala ponekad može biti ključna. Na primjer, mineral kromit se razlikuje od stotinu drugih minerala crne boje po svom karakterističnom čokoladno smeđem ogrebu.

Sjajnost predstavlja način na koji površina minerala reagira na svijetlost. Ona ovisi o indeksu prelamanja svjetlosti, na osnovu koga se razlikuju tri osnovne kategorije: nemetalni sjaj (n < 2,5) , polumetalni sjaj (2,5 < n < 3,5) i metalni sjaj (n > 3,5).

0 = mat

1,3 - 1,9 = staklasta

1,9 - 2,5 = dijamantska

2,5 - 3,5 = polumetalna

3,5 = metalna

Sistematizacija kristala i minerala: Za sistematizaciju minerala od velikog značaja je kemijski sastav minerala.

Postoje:

1. Samorodni elementi: samorodni bakar (Cu), samorodno srebro (Ag), samorodno zlato (Au), željezo (Fe), samorodni sumpor (S), grafit (C), dijamant (C)

2. Sulfidi: pirit, halkopirit, pentlandit

3. Halidi

4. Oksidi i hidroksidi; nastaju vezivanjem kiseonika ili hidroksilnih (OH) grupa sa metalima ili nemetalima. Primeri: spinel, getit, hematit, magnetit, korund. U ovu grupu se svrstava i led.

5. Karbonati, nitrati, borati; ovdje spadaju minerali koji po kemijskom sastavu sadrže ugljenu, azotnu i bornu kiselinu: aragonit, azurit, dolomit, kalcit, malahit

6. Sulfati, kromati, volframati, molibdati, vanadati: anhidrit, gips, apatit, karnotit, legrandit, vulfenit, volframit

7. Fosfati, arsenati:

8. Silikati: almandin, cirkon, andaluzit, topaz, beril, kordijerit, epidot, cojsit

9. Organski minerali

Do 2004. Prebrojano je preko 4. 000 (4. 001) vrsta minerala prepoznatih od strane IMA. Od njih 150 mogu se opisati kao "česti" ostalih 50 kao "manje česti", a ostali su "rijetki" ili "izuzetno rijetki".

KRISTALI I MINERALI

BOKSIT

boksit

Boksit je mineralni materijal sastavljen od aluminijskih hidroksida Al2O3.H2O, koji su poznati kao minerali dijaspor, bemit i sporogelit, i od aluminijskog hidroksida Al2O3.3H2O, koji je poznat kao mineral hidrargilit. Ta četiri minerala sabrala su se kao zemljasta nakupina u gustu masu, koja je negdje prilično čvrsta, gotovo kao kamen, i sastavljaju boksit..... … Nastavi dalje »

BRAZILIJANIT

brazilijanit

Brazilijanit, monoklinski mineral sastava NaAl3(PO4)2(OH)4, srodan ambligonitu; prizmatski do izduženi kristali, bezbojni ili blago obojeni.Nastaje hidrotermalno u šupljinama pegmatita; upotrebljava se kao ukrasni kamen. Brazilijanit kristal je otkriven u SAD-u, u državi New Hampshire (Grafton County) u rudnicima pored mjesta Palerma i Charles Davisa. Brazilijanit je mineral koji je dobio naziv po zemlji nalazišta - Brazilu..... … Nastavi dalje »

BRUKIT

brukit

Brookite je ortorombska varijanta titanovog dioksida, TiO 2, koja se pojavljuje u četiri prirodna polimorfna oblika (minerali s istim sastavom, ali različita struktura). Brukit je rijedak u usporedbi s anatazom i rutilom i, poput ovih oblika, pokazuje fotokatalitičku aktivnost. Brukit ima veći volumen stanica nego bilo anataza ili rutil, sa 8 TiO2 grupa po jedinici stanica, u usporedbi s 4 za anatazu i 2 za rutil. Željezni Fe, tantal Ta i niobium Nb su uobičajene nečistoće..... … Nastavi dalje »

CIRKON

cirkon

Cirkon je osobit mineral, gotovo je sveprisutan u Zemljinoj kori. Nađen je u magmatskim stijenama (kao primarni mineral), u metamorfnim stijenama (u obliku rekristaliziranih zrna) te u sedimentnim stijenama (kao detritivna zrna). Veliki kristali su rijetki i ne dolaze u skupinama. Uobičajena veličina kristala koju nalazimo u npr. granitima, je oko 100-300 µm, ali mogu narasti do nekoliko centimetara, a to najčešće u pegmatitima.... … Nastavi dalje »

CITRIN

citrin

U staroj Grčkoj nošen je protiv zmijskih otrova i loših misli. Rimljani su od citrina počeli praviti prekrasni nakit. Naglo je postao popularan u doba romantizma. Sve do 16. stoljeća "Citrin" je bio zajednički termin za sve žuto kamenje, uključujući i topaz. Na njega se gledalo kao na kamen trgovaca, smatralo se da poboljšava poslovnu komunikaciju, povećava prodaju, privlači novac i posao. Citrin kristal postavljao se u kasu, novčanik ili sa računima radi povećavanja imovine.......... … Nastavi dalje »

DIJAMANT

dijamant

Dijamant je najtvrđi mineral u prirodi. Dijamant ima najveću temperaturu tališta (3820 K ili 3547 °C), toplinsku vodljivost i najnižu molarnu entropiju (2,4 J mol-1 K-1) od bilo kojeg elemeta. Na Mohsovoj skali tvrdoće zauzima najviše mjesto sa tvrdoćom broj 10. Predstavlja dragi kamen i koristi se kao ukras, ali i u industriji i rudarstvu. Može biti ružičaste, žute i drugih boja, ali katkad je i bezbojan. Dijamanti se mjere karatima (1 karat = 0,205 g). Vrijednost im raste s veličinom i prozirnošću....… Nastavi dalje »

DOLOMIT

dolomit

Dolomit je naziv i za mineral i za sedimentnu stijenu, a oboje su izgrađeni od kalcij-magnezijeva karbonata (CaCO3 x MgCO3) u kristalnome stanju. Obično je bijele boje, ali može biti i crvenkast, siv ili smeđ od primjesa željeza ili mangana. Fizička svojstva su mu jako slična fizičkim svojstvima kalcit, ali možemo ih razlikovati po tome što dolomit ne reagira s 3%-tnom klorovodičnom kiselinom. Stijena dolomit izgrađena je dominantno...… Nastavi dalje »

ENARGIT

enargit

Enargite je bakreni arsen sulfosalt mineral s formulom: Cu 3 Ass 4. Svoje ime dobiva od grčke riječi enarge "različita". Enargit je čelično siv, crnkasto siv, do ljubičasto crni mineral sa metaličnim sjajem. Tvori tanke rompske prizme, kao i masivne agregate. Ima tvrdoću 3 i specifičnu težinu 4,45. Koristi se za dizanje kundalini energije. Izvrstan kamen za meditaciju. Posebno štiti od različitih otrova, eliminira parazitne infekcije...… Nastavi dalje »

ENSTATIT

enstatit

Enstatit, Mg[Si2O6], je piroksenski silikatni mineral koji, zajedno s ferosilitom (Fe[Si2O6]) čini cjelovitu seriju čvrstih otopina. Čest je u magmatskim i metamorfnim stijenama i meteoritima. Prijelazni oblik, (Mg,Fe)[Si2O6], poznat je pod nazivom hipersten, iako je ime službeno napušteno, a pri definiranju, sadrži relativne udijele i enstatita (En) i ferosilita (Fs) (pr., En80Fs20). Enstatit s malom količinom željeza ima submetallic sjaj i boja mu nalikuje brončanoj....… Nastavi dalje »

FLUORIT

fluorit

Fluorit je kubični mineral, kalcijev fluorid (CaF2), koji se na Mohsovoj skali nalazi pod brojem 4. Najrašireniji je mineral fluora, ima ga u hidrotermalnim žilama, gdje je udružen sa sulfidima. Fluorit je nastao hidrotermalnim ili pneumatolitskim procesima, pa se nalazi s ostalim pneumatolitskim mineralima (turmalinom i topazom), zatim u šupljinama nekih eruptivnih stijena te kao vezivo nekih pješčanika, gdje je nastao hidrotermalnim putem. Može ga se naći i u sedimentima, te vrućim izvorima...… Nastavi dalje »