Sběratel.com

Vznik minerálov


Minerály, ktoré vznikli vplyvom rozličných geologických procesov, môžeme rozdeliť podľa zdroja energie, na účet ktorej vznikli na tieto dve hlavné genetické skupiny:

magmatická tvorba minerálov

metamorfóza - vznik minerálov premenou

vznik minerálov chemickým usadzovaním

minerály biologického pôvodu

vznik minerálov zvetrávaním


Endogénne (vzniknuté vo vnútri), ktoré vznikajú vďaka uvoľňovaniu tepelnej energie z vnútra zemegule. Minerály takto vzniknuté sú v širšom zmysle slova produkty magmatickej činnosti. Horniny a ložiská vznikajú kryštalizáciou samotnej magmy a jej rozličných odštiepenín. Procesy vzniku minerálov prebiehajú v rozličných hĺbkach pri rozličných ale prevažne vysokých teplotách.
Exogénne (vzniknuté vonku), ktoré vznikajú pri procesoch prebiehajúcich vďaka vonkajšej slnečnej energii, ktorá dopadá vo forme žiarenia na zemský povrch. Zdrojom materiálu sú rozličné horniny a rudy, ktoré sa obnažujú a rozrušujú na povrchu Zeme. Procesy vzniku minerálov sa odohrávajú v najvrchnejšej časti zemskej kôry a to za nízkych teplôt a tlakov blízkych k atmosférickým, v podmienkach vzájomného pôsobenia fyzikálnych a chemických činiteľov atmosféry, hydrosféry a biosféry.Ako endogénne aj exogénne minerálne masy prekonávajú po svojom vzniku za zmenených vonkajších podmienok rozličné zmeny. Týmto zmenám hovoríme metamorfóza. Zvlášť veľké zmeny nastávajú pri tzv. regionálnej metamorfóze.

Magmatická tvorba minerálovNa Zemi podlieha všetko neustálym premenám. Aj minerály vznikajú, rastú a menia sa. Väčšina z nich vznikla a aj dnes vzniká vo vnútri Zeme, kde sú vysoké teploty (približne 900 - 1300 °C) a tlak tisícok atmosfér. V týchto hĺbkach sa nachádza oblasť žeravo - tekutej silikátovej taveniny, ktorú nazývame magmou. Pretože zemská kôra je stále v pohybe (napr. vznik zlomov, vrásnenia), preniká časť magmy do vyšších a chladnejších vrstiev zemskej kôry, kde postupne tuhne a vytvára masívy hlbinných hornín.Magma je tavenina rozličných kremičitanov a oxidov nasýtená plynmi a vodnou parou. Jej zloženie zodpovedá chemickému zloženiu hornín zemskej kôry. Rozmanité prúdenia udržujú magmu v stálom pohybe, pričom sa v nej uskutočňujú chemické reakcie. Tvoria sa v nej nové zlúčeniny zodpovedajúce novovytvoreným minerálom. Keď prenikne žeravo - tekutá magma, ktorá je pod veľkým tlakom, do vyšších a chladnejších vrstiev zemskej kôry, jej teplota sa znižuje. Počas tohto ochladzovania magmy sa tvoria prvé minerály.

S pribúdajúcim ochladzovaním magmy vzrastá aj počet vznikajúcich minerálov. Špecificky ľahšie minerály, ktoré vykryštalizovali v tomto prvom štádiu, zostávajú vo vyšších vrstvách, zatiaľ čo ťažšie pozvoľna klesajú. Tento proces nazývame magmatickou diferenciáciou. Takto sa na niektorých miestach nahromadia určité minerály a vznikajú ložiská (napr. magnetitu alebo chromitu). Počas ochladzovania magmy rastú ďalšie kryštály. Vznikajú z nepatrných zárodkov zákonitým navrstvovaním nových stavebných častíc. Tento proces sa končí až po úplnom stuhnutí celej magmy.V záverečnej fáze kryštalizácie sa v magme zväčšuje obsah ľahko pohyblivých zložiek, plynov a vodnej pary, čím sa stáva redšou. Vo väčšej vzdialenosti od pôvodného magmatického centra sa tvoria tzv. pegmatity. Sústreďujú sa v nich minerály, ako napr. sľudy, turmalín, beryl a iné, obsahujúce prvky vzácnych zemín, ale aj rudy cínu a volfrámu. Nakoniec stuhne aj tzv. zvyšková magma. Časť plynov a vodnej pary zostáva v horninách a môže vytvárať mandľovité dutiny (podobne ako zostávajú vzduchové bubliny napr. v bochníku chleba).

Niekedy sa tieto dutiny neskoršie vyplnia kremeňom, achátom, chalcedónom alebo inými minerálmi. Podobné „mandle" často nachádzame v melafýrových horninách. Väčšia časť plynov a pár uniká cez pukliny a trhliny v hornine k zemskému povrchu. Pritom sa pôvodne horúce roztoky ochladzujú a vznikajú z nich nové minerály, ktoré pokrývajú steny puklín v podobe kryštálov. V tomto štádiu, ktoré označujeme ako hydrotermálne, vznikajú najznámejšie minerály, ako je napr. kremeň a kalcit. Keď sa v roztokoch vyskytujú prvky ťažkých kovov, môžu vznikať rozličné rudné žily. Ak sa vylučujú určité rudy, ako napr. rudy molybdénu, cínu a volfrámu, priamo z horúcich plynov a pár, hovoríme o pneumatolýze, prípadne o pneumatolytickom vzniku ložísk. Blízko povrchu Zeme sa vodná para mení na vodu, Voda je ešte stále nasýtená minerálnymi látkami a spoločne s presakujúcou povrchovou vodou vyviera v podobe minerálneho prameňa na povrch. Z týchto horúcich alebo chladných minerálnych prameňov sa vylučujú ďalšie minerály, ako napr. žriedlovec (aragonit) alebo gejzirit.Keď prenikajú horúce roztoky a plyny cez trhliny a pukliny v usadených horninách (napr. cez vápenec), rozpúšťajú ich a tak vznikajú nové, druhotné minerály. Takáto tvorba minerálov sa nazýva metasomatóza. Tak vznikli napr. niektoré ložiská magnezitu alebo sideritu (ocieľka).

Metamorfóza - vznik minerálov premenou
Žeravo - tekutá magma vystupujúca z hlbín Zeme pôsobí aj na jednotlivé vrstvy zemskej kôry, do ktorých preniká. Mení, metamorfuje okolité staršie horniny, najmä usadené, buď vysokou teplotou a tlakom, alebo chemickými reakciami. Usadené horniny pritom nadobúdajú iný vzhľad a iné fyzikálne aj chemické vlastnosti. Pri týchto procesoch sa tvoria nové, premenené (metamorfované) horniny a minerály. Tak vznikajú napr. niektoré sľudy, granáty, distén a i.Súhrnne môžeme povedať, že minerály môžu vznikať rôznorodými pochodmi a za rozličných podmienok. Len zriedka sa minerál vyskytuje v prírode samostatne. Takmer vždy ho obklopujú ďalšie, tzv. sprievodné minerály. Takéto minerálne spoločenstvá označujeme termínom paragenéza. Spoločný vznik a výskyt minerálov podlieha určitým zákonom. Poznanie týchto zákonitosti nám umožňuje poznať pochody vzniku minerálov. Nájdením jedného minerálu môžeme predpokladať jestvovanie ďalších sprievodných minerálov.

Vznik minerálov chemickým usadzovaním
Mnohé minerály sa usadzujú priamo v mori buď odparením vody, alebo zmenou jej chemického zloženia. Takto vznikli ložiská kamennej soli alebo sylvínu. Podobne sa tvorí sadrovec, vápenec a niektoré železné rudy (chamozit alebo tzv. bahenné rudy - limonit).

Minerály a horniny biologického pôvodu
Živá príroda nepôsobí na minerály a horniny len rušivo. Môže vytvárať aj nové minerály z minerálnych látok, ktoré sú rozpustené vo vode. Napríklad koralové ostrovy a celé vápencové masívy sú vlastne produktom živočíchov. Nové minerály sa môžu tvoriť i z rozložených zvyškov mŕtvych oganizmov. Ako príklad možno uviesť v súčasnosti vznikajúce ložiská fosforitov. Biologicky môže vznikať aj síra, liadok, pyrit a markazit.

Vznik minerálov zvetrávaním
Na všetky minerály a horniny na zemskom povrchu pôsobia mnohé rušivé vplyvy, ktoré súborne označujeme ako zvetrávanie. Ide o zložitý komplexný jav, ale pri jeho posudzovaní sa musí prihliadať na hlavné zvetrávacie procesy. Tieto pôsobia pomaly, ale neustále a nezadržateľne. Zmenami teploty, trhavými účinkami mrazu, kryštalizáciou sekundárnych solí, prenosom horninového materiálu vetrom, vodou sa horniny rozrušujú mechanicky, oxidom uhličitým a vodou zasa chemicky. Značný rušivý vplyv majú i biologické procesy.

Zvetrávanie spôsobuje podstatné premeny minerálov. Uvedieme si aspoň niekoľko príkladov: živce sa menia na kaolín, olivín sa mení na hadec (serpentín) a zlatožltý pyrit prechádza na hnedý limonit. Zvetrávaním pyritu sa môže uvoľňovať kyselina sírová, ktorá potom pôsobí na okolie. Jej účinkom môže vznikať napr. z vápenca sadrovec alebo iné sírany. Podobnými procesmi vzniká aj vzácny opál. Zvetrávaním sa môžu vytvoriť z jedného minerálu, napr. chalkopyritu, sekundárne minerály ako malachit, azurit alebo limonit. Známe kvapľové jaskyne vznikli tiež dôsledkom zvetrávacích pochodov.

Minerály - abecedný zoznam

A
achát, akantit, aktinolit, albit, alunit, alunogén, ametyst, amfibol, analcím, anatas, andaluzit, andradit, anglezit, anhydrit, ankerit, annabergit, antimón, antimonit, antlerit, apatit, apjohnit, aragonit, argentit, aurichalcit, auripigment, azurit

B
baryt, bauxit, biotit, bolivarit, bornit, boulangerit, bournonit, brochantit, brookit

C
camerolait, celestín, ceruzit, copiapit, coquimbit, covellín, cronstedtit

D
danburit, dawsonit, devillín, diaspor, dillnit, dioptas, distén, dolomit

E
enargit, epidot, erytrín, euchroit, evansit, evenkit

F
farmakolit, fassait, Fe-dolomit-ankerit, ferberit, ferrimolybdit, flogopit, fluorit, friedrichit, fuchsit

G
galenit, gersdorffit, glaukofán, glaukonit, goethit, grafit, granáty, gudmundit

H
halit, halloyzit, halotrichit, hauerit, hematit, heulandit, hodrušit, hyalit, hyperstén

CH
chabazit, chalcedón, chalkantit, chalkofylit, chalkopyrit, chalkozín, chlorit, chloritoid, chromit, chryzokol, chryzotil

I
ilmenit

Jjamesonit, jaspis

K
kalcit, kaolinit, kermezit, klinoklas, kobaltín, kobellit, kornelit, kremeň, kremeň žezlovitý, kremeň marmarošský diamant, kuprit, kyanotrichit

L
langit, laumontit, lazulit, lepidokrokit, libethenit, limonit, löllingit

M
magnetit, magnezit, malachit, manganit, manganokalcit, markazit, mastenec, meď, melanterit, molybdenit, monazit, montmorillonit, mrázekit, mušketovit, muskovit

N
nefelín, nikelín, nontronit

O
olivenit, olivín, opál, ortoklas, ortuť

P
palygorskit, pleonast, polybazit, posnjakit, prehnit, proustit, pseudomalachit, psilomelán, pumpellyit, pyrargyrit, pyrit, pyrofylit, pyroluzit, pyromorfit, pyrotín

R
rammelsbergit, realgár, rodochrozit, rodonit, romboklas, rumelka, rutil

S
sadrovec, sepiolit, sericit, sfalerit, schafarzikit, scheelit, siderit, sillimanit, sinter, síra, skolecit, skoryl, skutterudit, smithsonit, staurolit, stefanit, striebro, stroncianit, szomolnokit

Ttennantit, tenorit, tetradymit, tetraedrit, tirolit, titanit, torbernit, tremolit, tridymit

U
ullmanit

V
valentinit, variscit, vashegyit, verdelit

W
wawellit, witherit

Zzeiringit, zlato

Historický vývoj mineralógie - doba vzniku mineralógie
Doba vzniku mineralógie

Záujem o minerály ako o úžitkové nerasty siaha ďaleko do predhistorickej doby. Rozširovanie mineralogických vedomostí Je úzko spojené s históriou rozvoja materiálnej kultúry človeka, v ktorej veľmi podstatnú úlohu hral banský priemysel, najmä v bronzovej a železnej dobe. Podľa archeologických výskumov usudzujeme. že medzi najstaršie kultúrne národy, ktoré sa zaoberali banským priemyslom patrili Číňania, Babylončania, Egypťania, Gréci a iné národy v pobrežných oblastiach okolo Stredozemného mora.

Okrem rýdzich kovov, ako meď, zlato, striebro, naši predkovia poznali a vedeli nachádzať rudy bohaté na zlúčeniny medi, olova a železa. Postupne sa naučili tieto rudy dobývať a získavať z nich kovy. Z kovov zhotovovali najprv ozdoby, potom zbrane, nevyhnutné v stálom boji o život, a konečne i pracovné náradie. V tom čase poznali a zbierali okrem kovov tiež rozličné farebné kamene, ktoré boli opradené poverami a pútali ich svojou krásou.

Je isté, že starí obyvatelia prakticky spoznali niektoré vlastnosti jednotlivých úžitkových nerastov. Poznali tiež empirické zákonitosti rozšírenia a uloženia rúd a riadili sa nimi pri hľadaní a dobývaní nových ložísk. Staré banské práce sa na mnohých miestach zachovali do dnešných čias (obr. 1). Vedecké predstavy o pôvode rúd a minerálov vtedy ešte nejestvovali. Pretože v tom čase ešte nepoznali písmo, poznatky postupne získavané sa prenášali ústne z pokolenia na pokolenie, z jednej krajiny do druhej.

Prvé literárne zmienky a pokusy o klasifikáciu anorganických prírodných látok nachádzame u gréckeho vedca a filozofa Aristotela (584—522 pred naším letopočtom). Minerálne látky podobné kovom zaraďoval do skupiny »melaloidov«. Jeho žiak Theofrast (571—286) venoval mineralogickým otázkam osobitný traktát »O kameňoch«. V praktickom prehľade opisuje tu už 16 minerálnych druhov, hlavne drahokamov. Neskoršie rímsky prírodovedec Plínius Starší, ktorý za-hynul pri výbuchu Vezuvu r. 79, napísal štyri traktáty, v ktorých uviedol všetko, čo sa v tom čase vedelo o mineráloch, ako aj mnoho fantastických údajov o nich.

V ranom stredoveku sa prejavil značný pokrok vo vede na východe v arabských krajinách, ktoré prijali starú grécku a indickú kultúru. Ako sa ukázalo, veľký vplyv na rozvoj arabskej vedy mali učenci pochádzajúci z národov Strednej Ázie — Uzbekistanu — ktorý vtedy patril pod Bagdadský kalifát. Na začiatku XI. storočia pracoval v oblasti mineralógíe veľký učenec, matematik a astronóm Biruni (972 až 104, pôvodom z Uzbekistanu.

Vo svojej práci o drahokamoch podáva na svoju dobu pozoruhodné opisy minerálov, a čo Je najdôležitejšie, prvý raz v histórií mineralógie používa pri určovaní minerálov fyzikálne konštanty, ako pomernú tvrdosť a špecifickú váhu. pôvDruhým vynikajúcim učencom v tom čase bol Avicenna - Ibn - Sina (980 - 1057),odom tiež z Uzbekistanu. Vo svojom »Traktáte o kameňoch« podáva klasifikáciu všetkých v tom čase známych minerálov, ktoré rozdelil do štyroch tried: 1. kamene a zeminy, 2. horľavé a sírne nerasty, 5. soli, 4. kovy.
V stredovekej Európe nastal za pochmúrneho náboženského režimu úplný úpadok vedy. V tzv. lapidáriách (od latinského slova »lapis« kameň), ktoré predstavujú jedinú mineralogickú literatúru tých čias, boli len fantastické opisy magických vlastností kameňov.

Takto dosiahla mineralógia ako veda v prvom, veľmi dlhom období svojho vývoja, ktoré sa skončilo koncom stredoveku, len malé pokroky; bola ešte len v embryonálnom štádiu. Minerálmi sa nazývali v podstate rudy. Ich klasifikácia bola veľmi primitívna. Chýbala akákoľvek predstava o chemických prvkoch a o chémii vôbec. Je zrejmé, že ani vpredstavy o prapodstate minerálov nemohli byť správne.

Chémia sa zrodila len koncom stredoveku v podobe alchýmie, ktorá prekvitala až do 18. storočia. Alchymisti sa snažili získať »kameň mudrcov«, pomocou ktorého by mohli premieňať obyčajné alebo »nedokonalé« kovy na drahé kovy — najmä na zlato. Mysleli, že kovy sa skladajú z arzénu, síry u vody alebo z ortuti a síry v rôznych pomeroch, ako aj z arzénu. Treba poznamenať, že predstavy alchymistov o »síre« a »ortuti« vôbec nesúhlasia s našimi terajšími pojmami. Snaha získať »kameň mudrcov« dlho odvádzala pozornosť bádateľov od vedeckého smeru v chémii a od systematického štúdia prírody a hnala ich len za fantastickými vidinami.

Zdroj:A.G.Betechtin, Mineralógia