Kőzetképző ásványok
A kőzetek ásványokból állnak. Az ásvány olyan anyag, amely a természetben fordul elő, és általában erős, kristályos, szobahőmérsékleten stabil és szervetlen.
Sok ismert ásványfaj létezik, de a kőzetek túlnyomó többsége néhány gyakori ásvány, az úgynevezett “kőzetképző ásványok” kombinációjából jön létre. A kőzetalkotó ásványok a következők: földpát, kvarc, amfibolok, micák, olivin, gránát, kalcit, piroxének.
A kőzetben apró mennyiségben előforduló ásványokat “járulékos ásványoknak” nevezzük. Bár a járulékos ásványok csak apró mennyiségben vannak jelen, hasznos betekintést nyújthatnak egy kőzet geológiai történetébe, és gyakran használják őket egy kőzet korának meghatározására. Gyakori járulékos ásványok a cirkon, a monazit, az apatit, a titanit, a turmalin, a pirit és más átlátszatlan ásványok.
Kőzetképző ásvány, minden olyan ásvány, amely magmás, üledékes vagy metamorf kőzeteket formál, és amely a kőzetképző eljárások jellemzően vagy kizárólagosan bensőséges részeként működik. Ezek az ásványok viszont korlátozott előfordulási móddal rendelkeznek, vagy ritkább eljárásokkal jönnek létre, mint például a fémércek, az érces ásványok és az üregkitöltések. Ezenkívül egyes kiválások és másodlagos ásványok nem sorolhatók helyesen a kőzetalkotó ásványok közé; ezek később alakulnak ki, mint az eredeti kőzet, és hajlamosak elrontani a kezdeti személyiségüket. Egyes mineralógusok a kőzetalkotó ásványokat azokra korlátozzák, amelyek bőségesen előfordulnak egy kőzetben, és általában esszenciális ásványoknak nevezik őket, amely meghatározás arra utal, hogy ezek a legfontosabbak a kőzetalkotó folyamatok tanulmányozása szempontjából.
Az ásványok mennyisége és változatossága a földkéregben található összetevők mennyiségétől függ, amelyekből állnak. Nyolc alkotja a Föld felszínének 98%-át: oxigén, nitrogén, alumínium, vas, nitrogén, kalcium, nátrium és kálium. Az anyatest kémiai összetétele közvetlenül irányítja a vulkáni eljárások során keletkező ásványok szerkezetét. Például az olyan ásványok, mint az olivin és a piroxén (amint azt a bazaltban felfedezték) vasban és magnéziumban gazdag magmát hoznak létre. A szilíciumban gazdagabb magma olyan ásványokat hoz létre, mint a földpát és a kvarc (ahogyan azt a gránitban felfedezték). A sajátjától eltérően egy ásvány valószínűleg nem fedezhető fel egy olyan kőzetben, amelynek összkémiája eltérő; így az andaluzit (Al2SiO5) valószínűleg egy alumíniumban szegény kőzetben, például kvarcitban fedezhető fel.
Melyek a kőzetképző ásványok?
Repeszek
A repeszek (KAlSi3O8-NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8) a kőzetképző tektoszilikát ásványok gyűjteménye, amelyek tömegük alapján a Föld szárazföldi felszínének mintegy 41%-át teszik ki. Mind az intruzív, mind az extruzív vulkáni kőzetekben a földpátok a magmából erek formájában kristályosodnak ki, és számos metamorf kőzetfajtában is jelen vannak. Majdnem teljes egészében kalcium-plagioklász földpátból álló anortozit kőzetnek tekinthető. Sokféle üledékes kőzetben is felfedezhetők földpátok.
Kvarc
A kvarc olyan ásvány, amely a SiO4 szilícium-oxigén tetraéderek állandó vázában lévő szén- és vízrészecskékből áll, minden egyes szenet két tetraéder között megosztva, ami a SiO2 általános kémiai képletét adja. A kvarc a Föld második leggyakoribb ásványa a földpát után a kontinentális kéregben.
A kvarcnak két formája van, a normál α-kvarc és a β-kvarc magas hőmérsékletű, mindkettő királis. Az α-kvarcból β-kvarccá 573 °C-on (846 K) hirtelen alakul át. Mivel az átmenetet jelentős mennyiségi eltolódás követi, az ezen a hőmérsékleti határon áthaladó kerámiák vagy kőzetek könnyen törésre késztethetők.
Az amfibol
Az amfibol az inoszilikát ásványok jelentős csoportja, amely prizmákat vagy tűszerű kristályokat alkot, amelyek SiO 4 tetraéder kettősláncú, a csúcsokon összekapcsolt, és általában vas- és/vagy magnéziumionokat hordozó szerkezetekből állnak. Az amfibolok lehetnek zöldek, feketék, fehérek, sárgák, kékek vagy barnák. Az amfibolokat a Nemzetközi Ásványtani Egyesület jelenleg ásványi szupercsoportba sorolja, amelyen belül két kategóriát és több alcsoportot különböztet meg.
Mica
A lapszilikát (filoszilikát) ásványok csillámcsoportjába több, közel tökéletes bazális hasadású társult termék tartozik. Ezek mindegyike monoklin, pszeudohexagonális kristályokra hajlamos, és kémiai összetételükben hasonlóak. A majdnem ideális hasadást tisztázza az atomjainak hatszögletű lapszerű szerkezete, ami a csillám legjellemzőbb tulajdonsága.
A csillám kifejezés a latin mica szóból származik, ami csillogást jelentő morzsát jelent, és valószínűleg a micare szóval érintett.
Olivin
Az ásvány olivin képlete (Mg2+, Fe2+)2SiO4 cinkvas-szilikát. Ez tehát egyfajta nezoszilikát vagy ortoszilikát. A Föld felső köpenyének fő eleme, a Föld felszíne alatt elterjedt ásvány, de a talajon gyorsan elszikkad.
Az olivin csak kis mennyiségben tartalmaz nem oxigén, szilícium, magnézium és vas összetevőket. A legnagyobb mennyiségben gyakran előforduló extra komponensek a mangán és a nikkel.
Olivin polarizáló fényben Az olivin adja a nevét a hozzá kapcsolódó ásványok (az olivincsoport)- köztük a tefroit (Mn2SiO4), a monticellit (CaMgSiO4) és a kirschsteinit (CaFeSiO4) – együttesének.
Gránát
A gránátok a szilikát ásványok egy csoportja, amelyeket a bronzkor óta drágakőként és csiszolóanyagként használnak.
A gránátfajták hasonló fizikai tulajdonságokkal és kristályformákkal rendelkeznek, de kémiai összetételükben különböznek. A különböző fajok a pirop, az almandin, a spesszartin, a gross (hessonit vagy fahéjkő és a tsavorit változatai), az uvarovit és az andradit.
Két szilárd oldatsorozatot alkotnak a gránátok: pirop-almandin-spesszartin és uvarovit-gross-andradit.
Kalcit
A kalcit ásványi karbonát, a legstabilabb kalciumolaj-polimorf (CaCO3). A Mohs-féle ásványkeménységi skála a karcolási keménység kontrasztja alapján a 3-as értéket “kalcit”-ként írja le.
Más kalcium-karbonát polimorfok az aragonit és a vaterit ásványok. Az aragonit legfeljebb napokig tartó időskálán 300 °C feletti hőmérsékleten kalcittá alakul át, a vaterit pedig még kevésbé stabil.
Pyroxének
A piroxének (gyakran rövidítve Px) számos vulkáni és metamorf kőzetben felfedezett jelentős ásványok halmaza, amelyek kőzetinoszilikátokat alkotnak. A piroxének általános képlete XY(Si, Al)2O6, ahol X kalciumot, nátriumot, vas(II)-t vagy káliumot és gyakrabban cinket, mangánt vagy lítiumot ábrázol, Y pedig kisebb nagyságrendű ionokat tartalmaz, mint például króm, alumínium, vas(III), magnézium, kobalt, mangán, szkandium, titán, vanádium vagy akár fém(II).
Bár a szilikátokban, például a földpátokban és az amfibólokban az alumínium széles körben helyettesíti a szilíciumot, a legtöbb piroxénben a helyettesítés csak korlátozott mértékben történik meg. Közös bennük a szilícium-dioxid-tetraéderek egyláncú láncaiból álló uralkodó vázszerkezet. A monoklin rendszerben kristályosodó piroxéneket klinopiroxéneknek, az orthorhombos rendszerben kristályosodó piroxéneket pedig ortopiroxéneknek tekintik.