Minerały — czym są i jak je rozpoznać
Minerał to naturalny, nieorganiczny składnik skorupy ziemskiej o określonym składzie chemicznym i budowie krystalicznej. Skały składają się z minerałów, a najpospolitszym z nich jest kwarc.
Minerał i skała to nie to samo, choć w mowie potocznej używa się ich zamiennie. Poniżej definicja, sposoby rozpoznawania i najważniejsze przykłady.
Minerał a skała
Minerał to jednorodny składnik o określonym składzie chemicznym i uporządkowanej budowie wewnętrznej. Skała to naturalne skupisko minerałów.
Granit składa się z kwarcu, skalenia i miki — to skała. Sam kwarc jest minerałem. Wyjątkiem są skały jednominerałowe, jak wapień zbudowany niemal wyłącznie z kalcytu.
Cechy rozpoznawcze
- Barwa — najmniej pewna cecha, bo domieszki potrafią ją zmienić
- Rysa — barwa sproszkowanego minerału; znacznie pewniejsza od barwy zewnętrznej
- Twardość — odporność na zarysowanie, w skali Mohsa od 1 do 10
- Łupliwość — zdolność do pękania wzdłuż określonych płaszczyzn
- Połysk — metaliczny, szklisty, perłowy, tłusty
- Gęstość — odczuwalna jako ciężar w dłoni
Skala twardości Mohsa
Dziesięciostopniowa skala oparta na prostej zasadzie: minerał twardszy rysuje miększy.
- Talk — daje się rozetrzeć palcem
- Gips — rysuje go paznokieć
- Kalcyt
- Fluoryt
- Apatyt
- Skaleń — rysuje szkło
- Kwarc
- Topaz
- Korund
- Diament — najtwardszy minerał naturalny
Praktyczne punkty odniesienia: paznokieć ma twardość około 2,5, moneta 3,5, szkło 5,5, a stalowy nóż około 6. Dzięki nim można oszacować twardość w terenie bez wzorców.
Uwaga: skala jest porządkowa, nie proporcjonalna. Diament nie jest dwa razy twardszy od talku, lecz kilkadziesiąt razy twardszy od korundu — różnica między dziewiątką a dziesiątką jest większa niż między jedynką a dziewiątką.
Najpospolitsze minerały
- Kwarc — najpospolitszy, buduje piasek; odmiany ozdobne to ametyst i cytryn
- Skalenie — najliczniejsza grupa w skorupie ziemskiej
- Miki — łupliwe na cienkie blaszki, biotyt i muskowit
- Kalcyt — buduje wapienie, burzy się pod wpływem kwasu
- Halit — sól kamienna
- Grafit i diament — oba zbudowane wyłącznie z węgla
Kamienie szlachetne — czym są naprawdę
Podział na kamienie szlachetne i ozdobne nie ma podstaw mineralogicznych — to kategoria handlowa, oparta na rzadkości, trwałości i urodzie. Wiele z nich to zwykłe minerały o szczególnie czystych kryształach.
Rubin i szafir to ta sama substancja: korund. Różni je wyłącznie domieszka — chrom daje barwę czerwoną i nazwę rubin, żelazo z tytanem niebieską i nazwę szafir. Podobnie ametyst i cytryn są odmianami kwarcu, tego samego minerału, który buduje zwykły piasek nadmorski.
Diament i grafit — ten sam pierwiastek
To najlepszy przykład na to, że o właściwościach decyduje nie tylko skład, ale i budowa. Oba minerały zbudowane są wyłącznie z atomów węgla, a różnią się skrajnie: diament jest najtwardszy w skali Mohsa, grafit ma twardość 1–2 i pozostawia ślad na papierze.
Przyczyną jest ułożenie atomów. W diamencie każdy atom łączy się z czterema sąsiadami w przestrzenną, sztywną siatkę. W graficie atomy tworzą płaskie warstwy silnie związane wewnątrz, ale słabo między sobą — dlatego warstwy ślizgają się po sobie i zostawiają ślad. Zjawisko to nazywa się odmianami alotropowymi.