Mineralas

Mineralas – natūrali geologinių procesų metu susiformavusi cheminė medžiaga ar junginys, pasižymintis individualiomis savybėmis. Mineralas turi kristalinę struktūrą bei specifinę cheminę sudėtį. Mineralus tiria mineralogija.

Įvairių rūšių mineralai

Dykumų rožė – gipso ir smėlio darinys

Dažniausiai sutinkami mineralai yra kvarcas ir lauko špatas. Iš viso suskaičiuojama virš 4000 mineralų.

Mineralų panaudojimas

• Grafitas: gaminami spalvotų metalų lydymui reikalingi tigliai, tepalai, elektrodai, dažai, pieštukai.
• Akmens druska (halitas): maisto pramonėje, natrio ir chloro preparatams gauti.
• Deimantas: juvelyrika, papuošalų gamyba.
• Varis: elektrotechnikoje, mašinų, prietaisų pramonėje, pinigams kalti, žalvario, melchioro lydiniams.
• Auksas: papuošalams gaminti, monetoms kalti, tarptautinis valiutinis metalas.
• Siera: popieriaus ir celiuliozės, degtukų, gumos, odos apdirbimo pramonėje, sieros rūgščiai gaminti, žemės ūkyje, kovai su kenkėjais.
• Galenitas: svarbiausia švino rūda.
• Sfaleritas: svarbiausia cinko rūda, išgaunami drauge randami retieji cheminiai elementai, kadmis, indis ir kt., gaminami cinko balintuvai, fluoresceniniai ekranai.
• Chalkopiritas: svarbi vario rūda.
• Cinoberis: svarbiausia gyvsidabrio rūda.
• Molibdenitas: svarbiausia molibdeno rūda.
• Pirotinas: žaliava sieros rūgščiai gaminti.
• Piritas: žaliava sieros rūgščiai gaminti.
• Arsenopiritas: arsenui ir jo junginiams gauti.
• Fluoritas: metalurgijos pramonėje, žaliava HF rūgščiai, fluorito preparatams, kriolitui, kuris naudojamas aliuminio pramonėje, gaminti; optinis fluoritas pritaikomas optikoje.
• Silvinas: kalio trąšoms, įvairiems kalio preparatams gaminti, medicinoje, fotografijoje, parfumerijoje.
• Kvarcas: juvelyrinėje pramonėje (skaidrios ir apyskaidrės atmainos), radiotechnikoje (pjezokvarcas), metalurgijos, stiklo pramonėje, cheminiams indams, ugniai atsparioms plytoms gaminti.
• Chalcedonas: tiksliems prietaisams, agatinėms piestoms gaminti, juvelyrinėje pramonėje.
• Opalas: termoizoliacijai, taurusis opalas yra brangakmenis.
• Hematitas: geležiai, dažams ir raudoniems pieštukams gaminti.
• Magnetitas: geležiai gauti.
• Limonitas: gaminami ochros dažai, geležies rūda.
• Korundas: paprastasis korundas ir nadžakas tinka abrazyvams gaminti, skaidrieji (taurieji) korundai – brangakmeniai.
• Piroliuzitas: svarbiausia mangano rūda, chemijos, stiklo pramonėje, medicinoje, feromanganui gaminti.
• Kasiteritas: svarbiausia alavo rūda.
• Chromitas: išgaunamas chromas, rūda, kurioje chromito, palyginti, nedaug, naudojama kaip ugniai atspari medžiaga, metalurgijoje.
• Kalcitas: statybinė medžiaga, gaminamos kalkės, cementas, stiklas, soda; fliusas metalurgijos pramonėje.
• Magnezitas: gaminamos ugniai atsparios plytos, Sorelio cementas, metalurgijos, stiklo, popieriaus, gumos pramonėje, metaliniam magniui gauti.
• Sideritas: svarbi geležies rūda.
• Dolomitas: statybinė, ugniai atspari medžiaga, metalurgijos, chemijos pramonėje, gaminama skalda, kalkės.
• Malachitas: apdailai, žaliems dažams gaminti, variui gauti.
• Azuritas: mėlyniems dažams gaminti, vario rūda.
• Anhidritas: cementui, amonio sulfatui, sieros rūgščiai gaminti, apdailai.
• Gipsas: statyboje, cemento, popieriaus pramonėje, medicinoje, žemės ūkyje, alebastrą naudoja skulptoriai.
• Baritas: baltiems dažams gaminti, chemijos, popieriaus, gumos pramonėje, bario druskos naudojamos žemės ūkyje.
• Mirabilitas: gaminama soda, stiklo, dažų pramonėje, medicinoje.
• Apatitas: superfosfatui gaminti, fosforui ir fosforo rūgščiai gauti.
• Olivinas (peridotas): mažai geležingos atmainos naudojamos ugniai atsparioms plytoms gaminti, olivino atmaina chrizolitas – brangakmenis.
• Granatai: abrazyvų, juvelyrinėje pramonėje.
• Topazas: abrazyvų, juvelyrinėje pramonėje, ugniai atspari medžiaga.
• Distenas (kianitas): ugniai atsparioms medžiagoms gaminti.
• Turmalinas: radiotechnikoje, juvelyrinėje pramonėje, žaliava borui gauti.
• Rodonitas: apdailai.
• Talkas: rūgštims ir ugniai atspari medžiaga, gaminami izoliatoriai, pudra; popieriaus, gumos, tekstilės, odos pramonėje.

Mineralai ir uolienos

Mineralas nėra tas pats, kas uoliena. Mineralas – cheminis junginys, turintis specifinę sudėtį ir kristalinę struktūrą, tuo tarpu uoliena yra vieno ar kelių mineralų mišinys, kuriame mineralai sudaro skirtingas proporcijas.

Mineralų formos gamtoje

Gamtoje randami pavieniai (monokristalai), dėsningai suaugę (dvynukai), ir apytikriai taisyklingai bei netaisyklingai suaugę (monomineraliniai ir polimineraliniai agregatai) mineralų kristalai.

• Monokristalas. Taisyklingos formos mineralų kristalai pasitaiko retai. Tačiau kai kuriuos mineralus galima pažinti pagal kristalų formą. Pvz., granatams būdingi rombododekaedro, kalcitui – romboedro, turmalinui – prizmės formos kristalai. Vienų mineralų kristalų sienelės yra veidrodiškai lygios, kitų rauplėtos, laiptuotos, štrichuotos. Kristalų sienelių paviršiaus nelygumai taip pat padeda mineralą pažinti.
• Dvynukas – dėsningas vieno mineralo dviejų kristalų suaugimas, kuriame vienas kristalas yra lyg veidrodinis kito atspindys, vienas kristalas kito atžvilgiu pasuktas 180°. Taip kristalams suaugant, du vienodi kristalinių gardelių tinkleliai sutampa mazgais ir susidaro bendras abiem kristalams tinklelis. Kartais suauga trys, keturi, penki kristalai. Būna ir polisintetinių dvynukų.

Gali suaugti įvairių mineralų arba vieno mineralo skirtingų polimorfinių atmainų, įvairių singonijų kristalai. Tai epitaksinis suaugimas, pvz., ortoklazo ir kvarco suaugimas. Mineralų netaisyklingos formos grūdelių arba kristalų sankaupa vadinama agregatu. Vieni agregatai būna monomineraliniai (vieno mineralo kristalų sankaupa), kiti – polimineraliniai (skirtingų mineralų suaugimas). Dažniausiai pasitaikantieji polimineraliniai agregatai yra uolienos.

• Grūdėtas agregatas yra labai dažnas. Jis gali būti monomineralinis ir polimineralinis, stambiagrūdis (mineralų grūdelių skersmuo didesnis kaip 5 mm), vidutingrūdis (1-5 mm mineralų grūdeliai) ir smulkiagrūdis (mineralų grūdeliai mažesni kaip 1 mm). Grūdėtus agregatus sudaro piritas, galenitas, apatitas, korundas ir kiti mineralai, taip pat magminės intruzinės uolienos.
• Druza – toks vieno mineralo kristalų suaugimas, kuriame kristalai vienu galu priaugę prie bendro pagrindo, o kitas jų galas laisvas. Druzos susidaro, mineralams kristalizuojantis iš tirpalų uolienos plyšiuose ir tuštumose. Randamos didelės, gražios kvarco, kalcito, topazo, pirito ir kitų mineralų druzos. Panašiai suaugę maži mineralų kristalai sudaro šepečius.
• Dendritas – šakotos formos, į medžio šakas panašus mineralinis kūnas. Jis susidaro, mineralams greitai kristalizuojantis iš tirpalų, patekusių į labai plonus uolienų plyšius, arba klampioje terpėje, pvz., molyje. Dendritus dažnai sudaro grynuolis varis, sidabras, geležis, mangano mineralai.
• Oolitas – nedidelis, ovalios formos grūdelis. Jo vidaus sandara koncentriška, susidaro mineralinei medžiagai palaipsniui, koncentriškais sluoksniais nusėdant apie kristalizacijos centrą (smiltelę, mikroorganimą, kiautelio nuolaužą). Oolitus sudaro kalcitas, dolomitas, aragonitas, limonitas, sideritas, piroliuzitas ir kiti mineralai. Dažnai jie sucementuoti.
• Sekrecija yra ovalios formos. Ji susidaro mineralinei medžiagai nusėdant uolienos tuštumoje, ant jos sienelių. Dažniausiai mineralinė medžiaga nusėda koncentriškais sluoksniais, o centre neretai užauga šepetys. Sekrecijas sudaro ametistas, chalcedonas, agatas ir kiti mineralai.
• Konkrecija susidaro, kai mineralinė medžiaga nusėda apie kristalizacijos centrą. Jos vidaus sandara – spindulinė, kartais koncentriška, masyvi. Konkrecijos būna rutulio, lęšio, netaisykllingos formos, jų skersmuo – nuo kelių mm iki keliasdešimties cm. Dažnai konkrecijas sudaro mangano, geležies oksidai, sideritas, fosforitas, markazitas, titnagas.
• Varveklis susidaro uolienos poroje, plyšyje, tuštumoje, mineralinei medžiagai nusėdant iš tirpalų. Varvekliai būna rutuliškos, netaisyklingos formos, lygiu blizgančiu paviršiumi, (pvz., rudieji limonito, raudonieji hematito stiklo galvos formos varvekliai), cilindriški. Pastariesiems priklauso stalaktitai (tuštumose iš viršaus augantieji varvekliai) ir stalagmitai (iš apačios augantieji). Dažniausiai varveklius sudaro kalcitas, limonitas, chalcedonas, malachitas.

Lapelių, pluoštelių, žvynelių formos agregatus sudaro piroliuzitas, limonitas, masyvius (slaptai kristalinius) – opalas, chalcedonas, limonitas ir kiti mineralai.

• Pseudomorfozė – mineralinis kūnas, kuris turi jam nebūdingą išorinę formą. Dažniausiai pasitaikanti pseudomorfozė yra suakmenėjimas, kuris susidaro, kai gyvio ar augalo vietoje nusėda mineralinė medžiaga, pakeičianti organinę medžiagą. Dažnai pirito vietoje nusėda limonitas, azurito vietoje – malachitas, kalcito arba gipso vietoje susidaro kvarco arba chalcedono pseudomorfozės.

Mineralų fizikinės savybės

• Kristalo struktūra ir habitas. Kristalo išorinė forma, priklausanti nuo kristalinės gardelės.
• Kietumas. Nustatomas pagal Moso skalę nuo 1 iki 10.
• Blizgesys. Priklausomai nuo mineralo atspindžio skiriami 4 pagrindiniai blizgesiai:
  • stiklinis (mineralai, kurių lūžio rodiklis 1.3-1.9),
  • deimantinis (tokių mineralų nedaug, pvz., sfaleritas),
  • metalinis (daugiausia metalų grynuolių: piritas, chalkopiritas, galenitas)
  • pusiau metalinis (cinoberis, hematitas),

Be šių pagrindinių blizgesių dar išskiriami:

• • matinis,
  • šilko,
  • riebus,
  • perlamutrinis.
• Spalva:
  • ideochomatinė. Priklauso nuo kristalo struktūros ar chromatoforų,
  • alochromatinė. Kristalai spalvą įgauna dėl priemaišų,
  • pseudochromatinė. Kristalo spalva atsiranda dėl interferencijos (gana retas atvejis),
• Brėžis. Miltelių brėžiama spalva (ji gali skirtis nuo kristalo spalvos, pvz hematitas yra rudas, o brėžis raudonas).
• Lūžio rodiklis. Visada didesnis už 1 ir skirstomi pagal tris kristalografines ašis.
• Skalumas. Skiriamos 5 skalumo grupės:

1. (itin) tobulai skalūs (žėrutis),
2. tobulo skalumo (halitas, galenitas, kalcitas),
3. vidutinio skalumo (raginukė, lauko špatas),
4. netobulo skalumo,
5. neskalūs (apatitas).

• Tekstūra.
• Savitasis tankis.
• Kitos savybės:
  • fluorescensija. Ultravioletinių spindulių atspindėjimas,
  • magnetizmas,
  • radioaktyvumas,
  • reakcija su rūgštimis.

Mineralų klasifikacija

Mineralai gali būti klasifikuojami pagal jų cheminę sudėtį, o tiksliau pagal anijonus.

Silikatų klasė

Pagrindinis straipsnis – Silikatai.

Silkatais vadinami mineralai, kurių cheminėje sudėtyje yra silicio ir deguonies. Šiai grupei priskiriami kvarcas, olivinas, piroksenai, amfibolai, granatai, feldšpatai ir žėručiai.

Karbonatų klasė

Karbonatais vadinami mineralai, kurių anijonas yra (CO₃)^2-. Tai kalcitas, aragonitas (abudu kalcio karbonatai), dolomitas (kalcio magnio karbonatas), sideritas (geležies karbonatas). Didžioji dalis karbonatų susidaro jūrose iš organizmų. Taip pat karbonatai randami evaporitinėse uolienose. Prie karbonatų priskiriami retesni mineralai – nitratai ir boratai.

Sulfatų klasė

Visi sulfatai turi sulfato joną SO₄^2-. Sulfatai dažnai pasitaiko evaporitinėse uolienose, kurios nusėda pamažu garuojant didelės mineralizacijos vandeniui. Taip pat šie mineralai randami hidroterminėse plyšių sistemose, šalia sulfidinių mineralų. Kitas sulfatų susidarymo būdas – sulfidinių mineralų oksidacija. Sulfatiniai mineralai yra anhidritas (kalcio sulfatas), celestinas (stroncio sulfatas), baritas (bario sulfatas), gipsas (hidratuotas kalcio sulfatas). Sulfatų klasei taip pat priskiriami chromatai, molibdatai, selenatai, sulfitai ir teluritai.

Halogenidų klasė

Halogenidų tai dažniausiai evaporitiniai mineralai: fluoritas (kalcio fluoridas), halitas (natrio chloridas), silvinas (kalio chloridas), amonio druska (amonio chloridas). Halogenidų kalsei priklauso kiti mineralai, kurių anijonai yra fluoridas, chloridas, jodidas.

Oksidų klasė

Oksidai – ypatingai svarbi mineralų klasė. Daugelis rūdų – oksidai. Dažniausiai pasitaikantys oksidai yra hematitas ir magnetitas (geležies oksidai), chromitas (chromo oksidas), špinelis (magnio aliuminio oksidas), rutilas (titano oksidas) ir žinoma ledas (vandenilio oksidas).

Sulfidų klasė

Daugelis sulfidų klasės mineralų naudojami kaip metalų rūda. Dažniausiai pasitaikantys sulfidai yra piritas (geležies sulfidas), chalkopiritas (vario geležies sulfidas), galenitas (švino sulfidas), sfaleritas (cinko sulfidas). Šiai klasei taip pat priklauso selenidai, teluridai, arsenidai.

Fosfatų klasė

Fosfatų grupei priklauso mineralai kurių anijonas yra AO₄ formos. A gali būti fosforas, stibis, arsenas ar vanadis. Labiausiai paplitęs fosfatas yra apatitas.

Grynuolių klasė

Pagrindinis straipsnis – Grynuolis.

Pati mažiausia mineralų klasė. Jai priklauso mineralai sudaryti iš vieno elemento. Tai auksas, sidabras, varis, platina, geležis, bismutas, grafitas, deimantas, siera. Grynuolių klasei priskiriami ir labai reti fosfidų, silicidų, nitridų ir karbidų mineralai, kurie natūraliai randami tik kai kuriuose meteorituose.

Nuorodos

Vikiteka: Mineralas – vaizdinė ir garsinė medžiaga

• Mineralų radimvietės