Jemné magnetické krystalky v přírodě: Výskyt a charakteristika

Minerály (také česky nerosty) tvoří horniny či vyplňují dutiny a pukliny v nich. Jsou to většinou anorganické stejnorodé přírodniny. Jejich složení jde vyjádřit chemickou značkou či vzorcem: např. křemen (a) je chemicky oxid křemičitý = \mathrm{SiO_2}. Chemické složení minerálů ovlivňuje jejich vlastnosti.

Horniny jsou přírodniny složené z jednoho či více druhů minerálů. Např. žula (e) je tvořena více minerály: křemenem (a), plagioklasem (b), draselným živcem (c) a biotitem (d). Horniny tvoří geologická tělesa, sestává z nich litosféra.

Horniny se dělí na:

• sedimentární (usazené) - Vznikají usazováním úlomků hornin (např. písek, vápenec).
• magmatické (vyvřelé) - Vznikají tuhnutím magmatu (např. žula, čedič).
• metamorfované (přeměněné) - Vznikají přeměnou magmatických, sedimentárních i metamorfovaných hornin za působení teploty a tlaku, např. rula, mramor.

Krystalické minerály a jejich vlastnosti

Krystalické minerály (a) mají pravidelně uspořádané stavební částice (zpravidla atomy či ionty) a tvoří krystaly. Tvar krystalů je ovlivněn právě uspořádáním stavebních částic do krystalové mřížky. Chemické vlastnosti minerálů odpovídají chemickým vlastnostem látek, z nichž jsou minerály složené.

Mezi základní fyzikální vlastnosti minerálů patří:

• hustota
• štěpnost
• lom

Čtěte také: Masáže Teplice: Recenze

Chemické složení minerálů

Minerály se rozdělují do skupin podle svého chemického složení. Některé chemické prvky se v přírodě nacházejí samostatně. Například:

• uhlík (\mathrm{C}) - Vyskytuje se ve formě grafitu, který se skládá z atomů ve vrstvách, užívá se např. k výrobě tužek.
• zlato (\mathrm{Au}) - Ušlechtilý kov, vyskytuje se např. v křemenných žilách, dříve se získávalo rýžováním.

Sulfidy obsahují sulfidový anion (\mathrm{S^{2-}}). sůl kamenná = halit (\mathrm{NaCl}chlorid sodný) - Krystalizuje odpařením roztoků (např. mořské vody), využití v kuchyni či např.

Oxidy jsou sloučeniny kyslíku (ve formě oxidového aniontu \mathrm{O^{2-}}) s dalšími prvky. Mezi nejčastější oxidy patří:

• křemen (\mathrm{SiO_2}oxid křemičitý) - Nejčastější minerál, vyskytuje se ve všech typech hornin. Je důležitý např. pro výrobu skla (ve sklářském písku). Má mnohé barevné odrůdy (např. ametyst).
• korund (\mathrm{Al_2O_3}oxid hlinitý) - Vyskytuje se např. jako modrý safír či červený rubín, ze syntetického korundu se vyrábějí např. brusiva.

Mezi uhličitany (karbonáty) patří kalcit (\mathrm{CaCO_3}uhličitan vápenatý). Tvoří např. horniny vápenec či mramor, vzniká krystalizací z roztoků či usazováním schránek organismů.

Živce - Obsahují různé množství vápníku (\mathrm{Ca}), sodíku (\mathrm{Na}), draslíku (\mathrm{K}). Zvětráváním se tyto prvky uvolňují do prostředí a mohou je využívat např. rostliny.

Čtěte také: Jarní focení v přírodě

Mastek - Měkký minerál, prášek z něj se užívá např. v kosmetice.

Minerály sestávající z organických látek (organolity) nejsou běžné.

Usazené horniny

Usazené neboli sedimentární horniny vznikají usazováním úlomků hornin a minerálů, částí organismů nebo krystalizací z roztoků. Aby vznikly úlomkovité usazené horniny, musejí nejprve zvětráváním vzniknout úlomky původní horniny. Tyto úlomky mohou být posléze přeneseny, např. vodou či větrem. Na místě usazení mohou zůstat sypké, nebo mohou být zpevněny tmelem.

Mezi usazené horniny patří například:

• písek (c, nezpevněný) a pískovec (d, zpevněný) - Úlomky v rozměrech zhruba 0,06-2 mm.
• vápenec (h) - Sestává zejména z minerálu kalcitu (\mathrm{CaCO_3}). Vzniká (či vznikal) ze schránek korálnatců, měkkýšů či různých jednobuněčných organismů. Vznikají v něm krasové jevy.

Chemogenní usazenou horninou je např. travertin (k).

Čtěte také: Oáza klidu v přírodě

Vyvřelé horniny

Vyvřelé neboli magmatické horniny vznikají tuhnutím magmatu či lávy (to je magma, které se dostalo na zemský povrch). Hlubinné vyvřelé horniny vznikají tuhnutím magmatu hluboko pod povrchem. Magma zde tuhne pomalu, proto dochází k vytváření větších krystalů minerálů. Struktura hlubinných vyvřelin bývá všesměrná. I hlubinné vyvřelé horniny se mohou objevovat na povrchu díky erozi nadloží či vrásnění.

Mezi hlubinné vyvřelé horniny patří:

• žula (granit) (a) - Obsahuje zejména křemen, živce, slídy (muskovit, biotit). Mívá kvádrovitou odlučnost. V Česku se nalézá např. u Železného Brodu.
• gabro (b) - Oproti žule tmavší.

Žilné vyvřelé horniny vznikají tuhnutím magmatu v puklinách. Výlevné vyvřelé horniny vznikají tuhnutím lávy či magmatu těsně pod povrchem. Tuhnutí je rychlé, tvoří se tedy menší krystaly.

Mezi výlevné vyvřelé horniny patří:

• čedič (bazalt) (d) - Složením odpovídá gabru. Mívá sloupcovitou odlučnost (lze vidět např. na Panské skále u Kamenického Šenova). Čedič je typický pro České středohoří.
• znělec (fonolit) (f) - Šedozelený, při poklepání zvoní.
• melafyr (g) - Složením odpovídá čediči či andezitu, obsahuje dutiny po sopečných plynech, které bývají druhotně vyplněné např. achátem.

Magma obsahuje mj. Kyselá magmata vznikají tavením zemské kůry zejména v subdukčních zónách (na místech, kde se podsouvají litosférické desky či jejich části). Obsahují více oxidu křemičitého, jsou viskóznější (méně ochotně tečou) a tvoří tedy spíše hlubinné magmatické horniny (např. žulu). Bazická magmata vznikají tavením zemského pláště např. ve středooceánských hřbetech nebo v kontinentálních riftech. Jsou méně viskózní (ochotněji tečou), snadněji se dostávají na povrch a tvoří spíše výlevné horniny (např. bazalt). Jejich zásaditá povaha vychází z většího obsahu alkalických kovů a kovů alkalických zemin (prvků 1. a 2.

Přeměněné horniny

Přeměněné neboli metamorfované horniny vznikají přeměnou vyvřelých, usazených či jiných přeměněných hornin. Přeměna (metamorfóza) probíhá za zvýšené teploty a tlaku.

Mezi přeměněné horniny patří:

• svor (b) - Obsahuje šupiny světlé slídy a hrubší zrna křemene.
• mramor (krystalický vápenec, e), který se využívá např. ve stavebnictví a sochařství. Vzniká přeměnou vápence.

Vznik minerálů

Minerály magmatického původu vznikají v zemském nitru z horninových tavenin (magmat), jejichž teplota se pohybuje mezi 650÷1250°C. Při ochlazování vznikají ještě při velmi vysokých teplotách krystaly - příkladem takto vzniklých minerálů jsou chromit, magnetit a apatit. Později při klesající teplotě ztuhne hlavní část taveniny a vzniká vyvřelá hornina. V této fázi krystalizace vznikají nejdůležitější magmatické minerály, např. olivín, pyroxeny, živce, křemen.

Po hlavní krystalizaci zůstává takzvané zbytkové magma, jež je bohaté na mnoho vzácných prvků - beryl, bor, cín, molybden, uran. Zbytkové magma s obsahem vody a oxidu uhličitého je velmi pohyblivé. Proto většinou tuhne v puklinách dříve vytvořených hornin, přičemž vznikají často obrovské krystaly. Tyto světlé horniny se označují jako "pegmatity". Pegmatického původu je řada drahých kamenů, např. topaz, akvamarín, turmalín, růženín.

Při teplotě nižší než 500°C přechází taveniny do roztoků. Této fázi tvorby minerálů se říká "hydrotermální". Velká část ložisek barevných kovů vhodných k těžbě se váže k tomuto typu tvorby minerálů.

Výskyt a charakteristika vybraných minerálů

Chromit (FeCr2O4)

Chromit je oxid. Krystaly se vyskytují jen vzácně, obvykle je chromit vtroušený v zrnkách nebo větších hrudkách a hnízdech. Vyskytují se také kulovité shluky. Prorostlice s křemičitany nebo jinými světlejšími minerály dodávají hornině vzhledu leopardí kožešiny ("leopardí ruda").

• štěpnost - žádná
• lom - rovný
• hustota - 4,5÷4,8
• barva - smolně černá

Chromit vzniká v první krystalizační fázi, krystaly v magmatu klesají a tvoří společně s olivínem tmavé hlubinné horniny. Nejvýznamnější ložiska chromitu na světě se nacházejí v Zimbabwe, prastará jsou naleziště v Norsku a na Novém Zélandu. Velká ložiska jsou v Turecku a na jihu Srbska. Chromit se vyskytuje dále v platinových náplavech na Urale, je charakteristickým minerálem na Altaji; v meteoritech byly objeveny velmi hojnoploché krystaly chromitu. Při zvětrávání vznikají zelenavě zbarvené vrstevnaté křemičitany.

Chromit je jediná významná chromová ruda.

Magnetit (FeFe2O4)

Magnetit je oxid. Krystaly magnetitu jsou zpravidla osmistěny, vzácněji kosočtverečné dvanáctistěny. Často jsou deformovány, drobné krystaly bývají kostrovitě vyvinuté. Typická jsou dvojčata srostlá podle spinelového zákona, tedy podle ploch osmistěnu nebo lamelární tlaková dvojčata; celistvé masy a zrnité agregáty se vyskytují často ve velkém množství jako ruda. Krystaly jsou přitahovány magnetem jako měkké železo, kusové masy působí samy jako magnet. Při červeném žáru (580°C) magnetismus mizí, ale po ochlazení se znovu objevuje.

• štěpnost - dokonalá podle osmistěnu
• hustota - 5,2
• barva - železně černá

Jako jemné částečky je magnetit součástí téměř všech bazických vyvřelých hornin. Krystaly magnetitu obsažené v čediči se orientují ještě před jeho ztuhnutím podle zemského magnetického pole. Magnetit vzniká téměř vždy při vyšších teplotách.

Magnetit vzniká:

• magmaticky - Routivare, Taberg, oblast Smaland/Švédsko, Otanmäki/Finsko
• kontaktně pneumatolyticky - Berggießhübel /Sasko, Banátské hory/Rumunsko
• regionální metamorfózou - Sydvaranger/Norsko
• kontaktní metamorfózou - Siegerland/SRN
• v rudních žilách a puklinách - Binntal /Švýcarsko
• usazováním - Lotrinsko/Francie, Bodenwöhr v Horní Falci/SRN

Olivín ((Mg,Fe)2[SiO4])

Olivín je křemičitan. Krystaly olivínu bývají zarostlé nebo volné, sloupcovité nebo tlustě tabulkovité, často hojnoploché, ale ještě častěji se vyskytují v nepravidelných zrnech. U mikroskopických krystalů se objevují pseudošesterečné dvojčatné srostlice. Velké bohatství ploch vede u olivínu až ke kulovitému tvaru, zvláště u olivínů z meteoritů.

• štěpnost - zřetelná
• hustota - 3,27÷4,20
• barva - olejově zelený, lahvově zelený, nažloutlý, hnědý, červenohnědý, šedý, bezbarvý

Olivín je jedním z prvních nerostů, který krystalizuje při tuhnutí magmatu, přičemž vytváří horniny peridotit a dunit. Je však také velmi rozšířenou součástí ostatních bazických vyvřelin - gaber, diabasů, malafyrů a čedičů. Olivín převažuje ve formě drobných krystalů nebo zrn, v čedičích se někdy objevují uzavřeniny velikosti ořechu až lidské hlavy (olivínové koule).

Olivín se vyskytuje i ve vysoce přeměněných krystalických břidlicích, v hrubozrnných metamorfovaných mramorech a dolomitech, na ložiskách magnetitu. Drahokamovými olivíny prosluly také čediče v Podkrkonoší.

Pyroxeny (AB[Si2O6])

Pyroxeny jsou křemičitany. Na pozicích A a B mohou v obecném vzorci pyroxenů stát nejrůznější atomy kovu. Místo A především: vápník, lithium; místo B především: hořčík, železo, hliník. Pro všechny pyroxeny je typická téměř pravoúhlá štěpnost, podle které je lze vždy velmi snadno odlišit od amfibolů. Obě skupiny jsou totiž chemicky, krystalograficky a podle druhu výskytu velmi podobné. Řada těchto nerostů je typická pro vyvřelé horniny, jiné zase pro krystalické břidlice, další jsou typickým produktem kontaktní metamorfózy.

Dokonale vyvinuté krystaly bývají občas nacházeny ve vyvřelých tufech Čisté koncové členy této skupiny jsou enstatit, ferrosilit, hedenbergit, diopsid.

Křemen (SiO2)

Křemen je oxid. Krystaly křemene jsou podle vzniku a podle nerostného společenství velmi různorodé. Křemen obecný bývá šesterečný, narostlé krystaly křišťálu mívají více ploch, jejich tvar a habitus je různý, téměř vždy jsou krystaly křišťálu vodorovně rýhovány. Křemeny mohou krystalizovat ve dvou zrcadlově symetrických strukturách, což vede ke vzniku pravotočivého a levotočivého křemene. Vyskytuje se také jako hrubozrnné nebo jemnozrnné až celistvé agregáty a jako písek.

• štěpnost - jen zřídka zřetelná
• hustota - 2,65
• barva - čistý je bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, červený, modrý, zelený, hnědý, černý

Křemen vzniká jako součást vyvřelých a usazených hornin i krystalických břidlic. Je také důležitou součástí rudných žil a ložisek nejrůznějšího původu, a protože je tvrdý a těžko rozpustný, ukládá se ve formě písků a štěrků. Křemen tvoří pseudomorfózy po mnoha minerálech a je také fosilizačním minerálem zkamenělin. Naleziště křemene vznikla jak magmaticky, tak i ve fázi pegmatiticko-pneumatolytické a hydrotermální.

Draselný živec (ortoklas) - K[AlSi3O8]

Draselný živec je křemičitan. Krystaly jsou většinou krátce sloupcovité, protáhlé v jednom krystalografickém směru. Mohou být zarostlé nebo narostlé a mohou dosahovat velikosti až několika metrů. Zarostlé krystaly jsou tlustě tabulkovité nebo také sloupcovité, krystaly narostlé v drůzách nebo v puklinách bývají hojnoploché. Rozpoznávacím znakem živců jsou typické dvojčatné srostlice. Vyskytuje se také kusový, v lupenitých až zrnitých agregátech. Při vziku živce při teplotách nad 500°C vzniká jednoklonný sanidin, při teplotách pod 500°C vzniká trojklonný mikrolín. Ortoklas stojí mezi těmito dvěma krystalovými soustavami.

• štěpnost - zřetelná
• hustota - 2,53÷2,56
• barva - bezbarvé nebo bílé, červenavě, žlutavě bílé, bledě žluté, masově červené

Živce jsou nejčastěji součástí hlubinných vyvřelých hornin, jejich přítomnost je dokonce využívána ke klasifikaci těchto hornin. Nacházejí se také jako velké jednotlivé krystaly a v usazeninách. Sanidin - Drachenfels, Siebengebirge, Eifel/SRN, Elba/Itálie. Mikrolín - Hagendorf, Horní Falc, Fichtelgebirge/SRN. Krystaly vážící až tisíce tun v pegmatitech - Iveland, Tysfjord/Norsko, Finsko. Ortoklas - Baveno, Elba/Itálie, Karlovy Vary, Gilpatrick/Skotsko, Rusko, Španělsko. Stovky nalezišť v centrálních alpských masivech. Při zvětrávání vzniká mj. kaolín.

Beryl (Be3Al2[Si6O18])

Beryl je křemičitan. Prozatím největší beryl drahokamové kvality je 48,5 cm dlouhý 110,5 kg těžký krystal akvamarínu a byl nalezen v roce 1910 v Minas Gerais v Brazílii. Krystaly berylu mohou být od nejmenších až po obrovité, zarostlé i narostlé, mohou tvořit dlouhé šestihranné hranoly, zřídka jsou tabulkovité. Beryl se vyskytuje i v mocných kusových masách a jako zrnité nebo stébelnaté agregáty.

• štěpnost - nezřetelná
• hustota - 2,63÷2,80
• barva - být bezbarvý, žlutý, červený, zelený, modrý ve všech odstínech

Atom berylia je příliš malý na to, aby se dostal do většiny křemičitanových struktur, proto se hromadí ve zbytkových roztocích vyvřelin. V trhlinách a v puklinách okolní horniny tvoří tyto roztoky velké, čiré krystaly. Žlutavě bílý, zakalený, obecný beryl se nachází ve Zwieselu/SRN; Sobotín na Moravě. Čiré a zbarvené ušlechtilé beryly jsou cenné drahokamy a rozlišují se různě zbarvené odrůdy.

Tabulka: Charakteristika vybraných minerálů

tags: #jemné #magnetické #krystalky #v #přírodě #výskyt

Oblíbené příspěvky:

• Obnova Klimatu v ČR
• Srovnání emisí elektráren
• Kontrolní seznamy pro potrubí
• Zdraví z přírody Zlín: Co nabízí?
• Využití Suti v ČR