Minerały skałotwórcze
Skały składają się z minerałów. Minerał to materiał, który występuje naturalnie i jest na ogół mocny, krystaliczny, stabilny i nieorganiczny w temperaturze pokojowej.
Istnieje wiele znanych gatunków minerałów, ale zdecydowana większość skał jest tworzona przez kombinacje kilku wspólnych minerałów, zwanych „minerałami skałotwórczymi”. Minerały tworzące skałę to: skalenie, kwarc, amfibole, mice, oliwin, granat, kalcyt, pirokseny.
Minerały, które występują w maleńkich ilościach w obrębie skały, nazywane są „minerałami akcesorycznymi”. Chociaż minerały akcesoryczne są obecne tylko w maleńkich ilościach, mogą one zapewnić użyteczny wgląd w historię geologiczną skały i są często wykorzystywane do określania wieku skały. Wspólne minerały dla akcesoriów są cyrkon, monacyt, apatyt, tytanit, turmalin, piryt i inne nieprzezroczyste minerały.
Minerał skałotwórczy, każdy minerał, który kształtuje skały iglaste, osadowe lub metamorficzne i który działa jako integralna część procedur tworzenia skał, zazwyczaj lub wyłącznie. Minerały te, z drugiej strony, mają ograniczony sposób występowania lub są tworzone przez bardziej niecodzienne procedury, takie jak rudy metali, minerały żyłowe i wypełnienia ubytków. Ponadto, niektóre osady i minerały wtórne nie są prawidłowo sklasyfikowane jako minerały skałotwórcze; rozwijają się później niż początkowej skały i mają tendencję do zrujnowania ich początkowej osobowości. Niektórzy mineralogowie ograniczyć minerały skałotwórcze do tych, które są obfite w skale i są zwykle określane jako niezbędne minerały, definicja, która sugeruje, że są one najważniejsze w badaniu procesów rock making.
Minerały ’ ilość i różnorodność zależy od ilości składników, z których składają się w skorupie ziemskiej. Osiem z nich stanowi 98% powierzchni Ziemi: tlen, azot, glin, żelazo, azot, wapń, sód i potas. Skład chemiczny ciała macierzystego bezpośrednio kontroluje strukturę minerałów powstałych w procesach iglastych. Na przykład, minerały takie jak oliwin i piroksen (odkryte w bazalcie) stworzą magmę bogatą w żelazo i magnez. Magma bardziej bogata w krzem stworzy minerały takie jak skaleń i kwarc (jak odkryto w granicie). W przeciwieństwie do swojego własnego minerału, jest mało prawdopodobne, że zostanie on odkryty w skale o odmiennej chemii całkowitej; dlatego andaluzyt (Al2SiO5) jest prawdopodobne, że zostanie odkryty w skale ubogiej w aluminium, takiej jak kwarcyt.
Czym są minerały skałotwórcze?
Skalenie
Skalenie (KAlSi3O8-NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8) są zbiorem skałotwórczych minerałów tektokrzemianowych, które stanowią wagowo około 41% powierzchni lądowej Ziemi. Zarówno w intruzywnych, jak i ekstruzywnych skałach iglastych, skalenie krystalizują z magmy w postaci żył, są również obecne w wielu rodzajach skał metamorficznych. Jest on uważany za skałę anortozytową zbudowaną prawie całkowicie ze skalenia wapniowego plagioklazu. W wielu rodzajach skał osadowych, skalenie są również odkryte.
Kwarc
Kwarc jest minerałem składającym się z cząsteczek węgla i wody w stałej ramie czworościanu SiO4 krzemowo-tlenowego, dzieląc każdy węgiel pomiędzy dwa czworościany, zapewniając SiO2 ogólny wzór chemiczny. Kwarc jest drugim najczęściej występującym minerałem na Ziemi, za skaleniem, w skorupie kontynentalnej.
Istnieją dwie formy kwarcu, normalny α-kwarc i β-kwarc wysokotemperaturowy, obie chiralne. W temperaturze 573 ° C (846 K) następuje gwałtowna przemiana z α-kwarcu w β-kwarc. Ponieważ po przemianie następuje znaczne przesunięcie ilościowe, ceramika lub skały, które przechodzą przez tę granicę temperatury, mogą być łatwo wywołane do pęknięcia.
Amfibol
Amfibol jest znaczącym skupiskiem minerałów inokrzemianowych, które tworzą pryzmaty lub kryształy podobne do igieł, składające się z podwójnego łańcucha tetraedrów SiO 4, połączonych w wierzchołkach i zwykle niosących jony żelaza i/lub magnezu w swoich konstrukcjach. Amfibole mogą być zielone, czarne, białe, żółte, niebieskie lub brązowe. Amfibole są obecnie klasyfikowane przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mineralogiczne jako supergrupa minerałów, w ramach której istnieją dwie kategorie i kilka podgrup.
Mika
Grupa miki minerałów krzemianowych (filokrzemianowych) obejmuje kilka prawie doskonałych produktów związanych z rozszczepieniem podstawowym. Wszystkie one są monokliniczne, z tendencją do pseudoheksagonalnych kryształów, a pod względem składu chemicznego są porównywalne. Prawie idealne rozszczepienie jest wyjaśnione przez heksagonalną arkuszową strukturę jego atomów, która jest najbardziej widoczną cechą miki.
Termin mika pochodzi od łacińskiego terminu mica, który oznacza okruch do połysku, i jest prawdopodobnie dotknięty przez micare.
Olivine
Mineralny oliwin jest wzorem (Mg2 +, Fe2+)2SiO4 krzemianu cynkowo-żelazowego. Jest więc rodzajem nesokrzemianu lub ortokrzemianu. Stanowi główny składnik górnego płaszcza Ziemi, jest minerałem dominującym w podpowierzchni Ziemi, ale na powierzchni ziemi szybko wietrzeje.
Oliwin zawiera tylko niewielkie ilości składników pozatlenowych, krzemu, magnezu i żelaza. Dodatkowymi składnikami często występującymi w największych ilościach są mangan i nikiel.
Oliwin w świetle polaryzującym Oliwin nadaje swoją nazwę zespołowi powiązanych minerałów (grupa oliwinów) – w tym tefroitowi (Mn2SiO4), monticellitowi (CaMgSiO4) i kirschsteinitowi (CaFeSiO4).
Garnet
Garnety są zestawem minerałów krzemianowych, które były używane jako kamienie szlachetne i materiały ścierne od epoki brązu.
Wszystkie gatunki granatów mają porównywalne właściwości fizyczne i kształty kryształów, ale różnią się składem chemicznym. Różne gatunki to pirop, almandyn, spessartyn, gross (warianty hessonitu lub cynamonowca i tsavorytu), uvarovit i andradyt.
Dwie serie roztworów stałych składają się z granatów: pirop-almandyn-spessartyn i uvarowit-grossular-andradit.
Kalcyt
Kalcyt jest mineralnym węglanem i najbardziej stabilnym polimorfem oleju wapniowego (CaCO3). Skala twardości minerałów Mohsa, oparta na kontraście twardości rys, określa wartość 3 jako „kalcyt”.
Innymi polimorfami węglanu wapnia są minerały aragonit i vateryt. W skali czasowej dni lub mniej, aragonit zmieni się w kalcyt w temperaturze powyżej 300 ° C, a vateryt jest jeszcze mniej stabilny.
Pirokseny
Pirokseny (często skracane do Px) to zestaw znaczących minerałów odkrytych w wielu skałach iglastych i metamorficznych, które tworzą inokrzemiany skalne. Pirokseny mają wzór ogólny XY(Si, Al)2O6, gdzie X oznacza wapń, sód, żelazo (II) lub potas i częściej cynk, mangan lub lit, a Y obejmuje jony o mniejszej masie, takie jak chrom, glin, żelazo (III), magnez, kobalt, mangan, skand, tytan, wanad lub nawet metal (II).
Ale w krzemianach takich jak skalenie i amfibole, aluminium szeroko zastępuje krzem, zastąpienie to ma miejsce w większości piroksenów tylko w ograniczonym zakresie. Mają one wspólny przeważający szkielet złożony z pojedynczych łańcuchów tetraedrów krzemionkowych. Pirokseny krystalizujące w układzie monoklinicznym znane są jako klinopirokseny, a ortopirokseny uważa się za te, które krystalizują w układzie ortorhombicznym.