Vznik minerálů v přírodě

V přírodě probíhá řada procesů, při kterých minerály vznikají, přeměňují se a opět zanikají. Minerály a horniny (které se skládají z minerálů) tvoří vesmírná tělesa včetně Země.

Geologické děje a vznik minerálů

Geologické děje se odehrávají uvnitř vesmírných těles i na jejich povrchu. Minerály (též nerosty) jsou stejnorodé přírodniny. Jejich složení lze popsat chemickým vzorcem či značkou (např. \mathrm{SiO_2} pro křemen). Minerální parageneze je společenství minerálních druhů, které vznikly na stejném místě současně nebo rychle po sobě.

Například cínovec se vyskytuje zpravidla společně s fluoritem a topazem, zatímco křemen se nikdy nevyskytuje v hornině s olivínem.

Krystalizace z magmatu

Téměř všechny minerály vyvřelých (magmatických) hornin krystalizují z přírodní křemičitanové taveniny, kterou nazýváme magma. Při snižování teploty z magmatu začínají krystalovat minerály - magma tuhne. Pro jednotlivé minerály je charakteristický bod tuhnutí (tání). V tomto bodě dochází ke změně kapalného skupenství v pevné.

V magmatech chudých křemíkem je to například magnetit (\mathrm{Fe_3O_4}). Díky značné hustotě (5 g/cm3) klesají zrna magnetitu (působením gravitační síly) na dno magmatického krbu, kde se hromadí. Postupnou krystalizací mění každé magma své složení.

Čtěte také: Dobrodružství s albatrosy v knihách

Krystalizace nemusí proběhnout podle celého schématu. Magma pod povrchem vzniká jen za určitých podmínek: při podsouvání litosférických desek, ve středooceánských hřbetech či v tzv. horkých skvrnách (hotspots).

Pegmatity

Pegmatity jsou hrubozrnné žilné horniny s velkými krystaly křemene a živců, případně slíd. Jsou proto zdrojem živců pro keramický průmysl. Pegmatity patří k nejbohatším nalezištím minerálů včetně drahokamových odrůd (beryl, topaz, turmalín, apatit, odrůdy křemene - záhněda, růženín...). Směrem do centra přechází tato zóna do zóny písmenkového pegmatitu, který vzniká prorůstáním křemene a živce.

Srážení z horkých vodných roztoků

Srážením z horkých vodných roztoků (zhruba 50 - 700 °C) vznikají nové minerály. Podle teploty rozdělujeme horké roztoky na vysokoteplotní (700 - 300 °C), středněteplotní (300 - 200 °C) a nízkoteplotní (200 - 50 °C). Ve starší literatuře často nacházíme pojem pneumatolytické roztoky. Tak jsou označovány vysokoteplotní roztoky, jejichž teplota je vyšší než kritická teplota čisté vody (374 °C).

Hydrotermální vznik

Horká voda v hlubších částech horninového tělesa, kde jsou velké tlaky a teploty, snadno rozpouští nebo vyluhuje většinu minerálů obsažených v horninách. Obohacuje se tak o minerální látky. Tento roztok pak stoupá trhlinami v hornině k povrchu (tj. tam, kde je nižší tlak). Roztok při výstupu chladne a uvolňuje plyny. Může se i mísit s jinými roztoky.

Při chladnutí roztoku se z něj strážejí nové minerály, které krystalizují na stěnách puklin, jimiž se roztok pohybuje. Pukliny se pak od krajů ke středu postupně vyplňují novými minerály jejichž složení závisí na složení roztoku. Vyplněná puklina se nazývá žíla. Minerály alpských žil krystalizují na stěnách puklin v přeměněných nebo magmatických horninách.

Čtěte také: Více o rizicích v přírodě

Srážejí se obvykle z nízkoteplotních roztoků, jimiž jsou transportovány především částice, které byly vylouženy z okolních hornin. Proto nerostné složení alpských žil výrazně závisí na charakteru hornin. Například alpské žíly v amfibolitech jsou tvořeny nejčastěji albitem, ortoklasem, křemenem, kalcitem a dalšími minerály. Dominantní složkou alpských žil v rulách a kvarcitech je obvykle křemen.

Sopečné exhalace

Sopečné exhalace jsou výrony plynů, které souvisí s vulkanickou činností. Ke vzniku minerálů dochází ochlazováním plynů. Látky přecházejí ze skupenství plynného do skupenství pevného.

Chemická sedimentace

Obrovský objem minerálů se vytvořil a stále vzniká chemickou sedimentací z mořské vody. Díky odpařování mořské vody v uzavřených zátokách dochází ke zvyšování koncentrace rozpuštěných solí. Jednotlivé soli se postupně srážejí a ukládají.

Takto vznikají například sádrovec a halit (sůl kamenná). Chemogenní usazenou horninou je např. travertin.

Metamorfóza

Horniny a minerály se přeměňují za vysokých teplot a tlaků. Vznikají tak přeměněné (metamorfované) horniny. Přeměna (metamorfóza) probíhá za zvýšené teploty a tlaku. Tlak působící při přeměně drtí horniny. Tím upravuje cestu pro plyny a roztoky unikající z magmatu v hloubce.

Čtěte také: Inspirace pro svatbu v přírodě

Při metamorfóze dochází k přínosu a odnosu některých látek, což vede ke změně chemického složení hornin nebo minerálů. Mohou vzniknout nové horniny nebo minerály. Příkladem přeměny minerálů mohou být jílové minerály, které ztrácejí část vody, a mění se na slídy a později až na bezvodé živce.

Horniny a nerosty vzniklé z magmatu, jsou stabilní za vysokých teplot. Tepelná a tlaková přeměna tak působí silněji na nerosty vzniklé za normálních teplot. K zatlačování dochází většinou působením horkých roztoků. Probíhá výměna atomů či iontů mezi jednotlivými minerály nebo mezi minerály a prostředím.

• Greisenizace - horké roztoky obsahující F, B, Cl, Si, Li, P, Sn, W, Mo působí na žuly.
• Metasomatická přeměna vápenců (skarnizace) - touto přeměnou vznikají skarny.

Zvětrávání

Zvětráváním minerálů (působením kyslíku, vody a \mathrm{CO_2}) se tvoří nový půdní pokryv. Minerály zvětrávají různě rychle. Rychlost zvětrávání závisí na složení minerálu, teplotě, tlaku a času. Živce zvětrávají na jílové minerály. Křemen a další tvrdé minerály zvětrávání odolávají.

Často jsou transportovány vodou a hromadí se v náplavech. Ložiska těžkých minerálů vytvořená tímto způsobem se označují jako rýžoviska. Zvětráváním rudních ložisek vzniká na jejich povrchu železný klobouk (gossan). Rozkladem sulfidů na povrchu rudního ložiska vzniká kyselina sírová a snadno rozpustné sulfáty.

V blízkosti povrchu se vyskytuje oxidační zóna. Je provzdušněná a sahá k hladině podzemní vody. Dochází zde k rozkladu sulfidických rud a ke vzniku druhotných minerálů. Jejich povaha závisí na složení primárních rud. Například při zvětrávání pyritu vzniká druhotný minerál limonit. Zvětráváním chalkopyritu se uvolňuje železo a vzniká tak limonit.

Rozpustné produkty zvětrávání jsou vymývány z oxidační zóny srážkovými vodami a jsou přenášeny do cementační zóny (např. Zn, Cu, Ag). Cementační zóna je tedy pod oxidační zónou. Je trvale zvodnělá. Její horní hranici tvoří hladina podzemní vody.

Dochází zde k opětovnému vysrážení roztoků transportovaných z oxidační zóny a uložení v podobě sulfidů.

Biogenní minerály

Organismy produkují tzv. biogenní minerály, které se stávají součástí jejich těl. Tyto minerály se nejčastěji podílejí na složení schránek nebo vnitřních koster (sloužících jako opora těla). Člověk a všichni savci mají ve svých kostech a zubech kalcit a apatit. Měkkýši si vytvářejí vápnité schránky a docela obyčejná slepice "vyrábí" kalcit, ze kterého jsou složeny vaječné skořápky.

Většina korálů chrání své tělo kostrami z aragonitu. Některé organismy mají malé krystalky minerálů v rovnovážných orgánech. Pomocí nich vnímají polohu těla. Přesličky pro zpevnění ukládají ve svých tělech mikroskopické krystalky křemene.

tags: #v #prirode #se #nerosty #vyskytuji #jako

Oblíbené příspěvky:

• Recyklace elektroodpadu ve Slezsku
• Ochrana ovzduší v ČR
• Dopady přírodních emisí NOx
• Co s sebou na školu v přírodě
• Ovzduší Otrokovice