Rotsvormende mineralen
Rots bestaan uit mineralen. Een mineraal is een materiaal dat in de natuur voorkomt en over het algemeen sterk, kristallijn, stabiel en anorganisch is bij kamertemperatuur.
Er zijn veel minerale soorten bekend, maar verreweg de meeste gesteenten worden gevormd door combinaties van een paar veel voorkomende mineralen, die “gesteentevormende mineralen” worden genoemd. De mineralen die gesteente vormen zijn: veldspaat, kwarts, amfibolen, mica’s, olivijn, granaat, calciet, pyroxenen.
Mineralen die in minieme hoeveelheden in een gesteente voorkomen, worden “hulpmineralen” genoemd. Hoewel accessoire mineralen slechts in zeer kleine hoeveelheden aanwezig zijn, kunnen zij een nuttig inzicht verschaffen in de geologische geschiedenis van een gesteente en worden zij vaak gebruikt om de ouderdom van een gesteente te bepalen. Veel voorkomende mineralen voor toebehoren zijn zirkoon, monaziet, apatiet, titaniet, toermalijn, pyriet en andere ondoorzichtige mineralen.
Rotsvormend mineraal, elk mineraal dat vorm geeft aan stollingsgesteenten, sedimentaire gesteenten of metamorfe gesteenten en dat als een intiem onderdeel van de rotsvormingsprocedures fungeert, typisch of uitsluitend. Deze mineralen daarentegen komen slechts in beperkte mate voor of ontstaan door meer ongewone procedures, zoals metaalertsen, adermineralen en holtevullingen. Bovendien worden sommige precipitaten en secundaire mineralen niet correct gecategoriseerd als gesteentevormende mineralen; zij ontwikkelen zich later dan het oorspronkelijke gesteente en hebben de neiging hun oorspronkelijke persoonlijkheid te ruïneren. Sommige mineralogen beperken de rotsvormende mineralen tot die welke overvloedig aanwezig zijn in een gesteente en worden gewoonlijk essentiële mineralen genoemd, een definitie die impliceert dat zij het belangrijkst zijn bij de studie van het rotsvormingsproces.
De hoeveelheid en verscheidenheid van de mineralen hangt af van de hoeveelheid van de bestanddelen waaruit zij in de aardkorst zijn opgebouwd. Acht vormen 98% van het aardoppervlak: zuurstof, stikstof, aluminium, ijzer, stikstof, calcium, natrium en kalium. De chemische samenstelling van het moederlichaam bepaalt rechtstreeks de structuur van de mineralen die door stollingsprocessen ontstaan. Zo zullen mineralen als olivijn en pyroxeen (zoals ontdekt in basalt) een magma doen ontstaan dat rijk is aan ijzer en magnesium. Meer siliciumrijk magma zal mineralen als veldspaat en kwarts doen ontstaan (zoals ontdekt in graniet). In tegenstelling tot zijn eigen, is het onwaarschijnlijk dat een mineraal ontdekt wordt in een gesteente met een ongelijke totale chemie; andalusiet (Al2SiO5) zal dus waarschijnlijk ontdekt worden in een aluminium-arm gesteente zoals kwartsiet.
Wat zijn gesteentevormende mineralen?
Veldspaten
Veldspaten (KAlSi3O8-NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8) zijn een verzameling gesteentevormende tectosilicaatmineralen die ongeveer 41% van het vasteland van de aarde in gewicht uitmaken. In zowel intrusieve als extrusieve stollingsgesteenten kristalliseren veldspaten als aders uit magma en zij zijn ook aanwezig in vele soorten metamorf gesteente. Het wordt beschouwd als een anorthosietgesteente dat bijna volledig uit calciumplagioklaas veldspaat bestaat. In veel soorten sedimentgesteenten worden ook veldspaten aangetroffen.
Kwarts
Kwarts is een mineraal dat bestaat uit koolstof- en waterdeeltjes in een constant raamwerk van SiO4 silicium-zuurstof tetraëders, waarbij elke koolstof tussen twee tetraëders wordt gedeeld, waardoor SiO2 een algemene chemische formule krijgt. Kwarts is het tweede meest voorkomende mineraal op aarde, na veldspaat, in de continentale korst.
Er zijn twee vormen van kwarts, de normale α-kwarts en de β-kwarts hoge-temperatuur, beide chiraal. Er is een abrupte transformatie van α-kwarts naar β-kwarts bij 573 ° C (846 K). Aangezien de overgang wordt gevolgd door een aanzienlijke hoeveelheidverschuiving, kunnen keramiek of gesteenten die deze temperatuurgrens passeren gemakkelijk tot breuk worden geïnduceerd.
Amfibool
Amfibool is een belangrijke cluster van inosilicaat mineralen die prisma’s of naaldachtige kristallen vormen, bestaande uit SiO 4 tetraëders dubbele keten, verbonden aan de hoekpunten en meestal ionen van ijzer en/of magnesium dragend in hun constructies. Amfibolen kunnen groen, zwart, wit, geel, blauw of bruin zijn. Amfibolen worden momenteel door de International Mineralogical Association geclassificeerd als een minerale supergroep, waarbinnen twee categorieën en verscheidene subgroepen bestaan.
Mica
De mica groep van plaat silicaat (fyllosilicaat) mineralen omvat verscheidene bijna-perfecte basale splijtings geassocieerde producten. Zij zijn alle monoklien, met een neiging tot pseudohexagonale kristallen, en zijn in chemische samenstelling vergelijkbaar. De bijna ideale splijting wordt verduidelijkt door de hexagonale vel-achtige structuur van de atomen, die het meest prominente kenmerk van mica is.
De term mica komt van de Latijnse term mica, wat een kruimel betekent om te glinsteren, en is waarschijnlijk beïnvloed door micare.
Olivijn
Mineraal olivijn is een formule (Mg2 +, Fe2+)2SiO4 zink-ijzersilicaat. Het is dus een soort nesosilicaat of orthosilicaat. Het is het hoofdbestanddeel van de aardmantel en is een overheersend mineraal in de ondergrond van de aarde, maar het verweert snel aan de grond.
Olivijn bevat slechts kleine hoeveelheden niet-zuurstof-, silicium-, magnesium- en ijzerbestanddelen. De extra componenten die vaak in de grootste hoeveelheden worden aangetroffen zijn mangaan en nikkel.
Olivijn in polariserend licht Olivijn geeft zijn naam aan de verzameling geassocieerde mineralen (de olivijngroep)-waaronder tefroiet (Mn2SiO4), monticelliet (CaMgSiO4) en kirschsteiniet (CaFeSiO4).
Garnet
Garnets zijn een reeks silicaatmineralen die sinds de Bronstijd als edelstenen en slijpmiddelen worden gebruikt.
Alle granaatsoorten hebben vergelijkbare fysische kenmerken en kristalvormen, maar verschillen in chemische samenstelling. De verschillende soorten zijn pyrope, almandijn, spessartijn, gros (hessoniet of kaneelsteen en tsavoriet varianten), uvaroviet en en andradiet.
Twee vaste oplossingsreeksen bestaan uit granaten: pyroop-almandijn-spessartijn en uvaroviet-grossiet-andradiet.
Calciet
Calciet is een mineraal carbonaat en de meest stabiele calciumolie polymorf (CaCO3). De minerale hardheidsschaal van Mohs, gebaseerd op het contrast van de krashardheid, omschrijft waarde 3 als “calciet”.
Andere calciumcarbonaat polymorfen zijn aragoniet en vateriet mineralen. Over een tijdschaal van dagen of minder verandert aragoniet in calciet bij temperaturen boven 300°C, en vateriet is nog minder stabiel.
Pyroxenen
Pyroxenen (vaak afgekort tot Px) zijn een reeks belangrijke mineralen die in veel stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten zijn ontdekt en die gesteente-inosilicaten vormen. Pyroxenen hebben de algemene formule XY(Si, Al)2O6 waarbij X calcium, natrium, ijzer(II) of kalium weergeeft en vaker zink, mangaan of lithium, en Y ionen van lagere magnitude zoals chroom, aluminium, ijzer(III), magnesium, kobalt, mangaan, scandium, titaan, vanadium of zelfs metaal(II).
Hoewel in silicaten zoals veldspaten en amfibolen, aluminium op grote schaal silicium vervangt, gebeurt de vervanging in de meeste pyroxenen slechts in beperkte mate. Zij delen een overheersend raamwerk dat bestaat uit silica tetraëders enkelvoudige ketens. Pyroxenen die kristalliseren in het monokliene systeem staan bekend als clinopyroxenen en orthopyroxenen worden beschouwd als pyroxenen die kristalliseren in het orthorhombische systeem.