Nastanak i svojstva minerala

Svi minerali nastaju prirodnim geološkim procesima, najčešće kristalizacijom iz taljevine (iz magme koja prodire iz Zemljine unutrašnjosti, odnosno iz lave ako je na površini), ali mogu nastati i kristalizacijom iz vodenih otopina (npr. halit (sol) ili barit).

Ovisno o uvjetima koji vladaju za vrijeme nastanka kristala, nastaju ili kristalne nakupine (agregati) ili odvojeni, samostalni kristali. Ponekad se razviju dva i više pojedinačnih kristala zajedno – kažemo da su „srasli zajedno“. Takve kristale nazivamo sraslaci ili blizanci. Sraštanja se mogu odvijati prema različitim «zakonima sraštanja» (npr. spinelski, karlovarski, brazilski, itd.). Sraštanje više kristala zajedno nazivamo mnogostrukim sraslacima. Kod procesa kristalizacije redoslijed nastanka minerala, njihova vrsta i veličina, ovise o temperaturi, brzini hlađenja i kemijskom sastavu magme. Polagano hlađenje magme u dubini Zemlje omogućava kristalizaciju svih sastojaka (ponekad i krupnijih kristala), pa se kristali čvrsto dodiruju, kao npr. kod granita. Kada se magma izlije na površinu, ona postaje lava koja se brzo hladi, pa ili uopće nema kristala, kao kod npr. opsidijana ili su oni jako sitni.

Iz podzemnih voda bogatih otopljenim kalcijevim karbonatom (CaCO3) stvara se mineral kalcit koji tvori sige u špiljama.

Svojstva minerala

IZGLED (habitus)

Izgled je odmah vidljiva karakteristika minerala. Vanjski izgled minerala ovisi o uvjetima kristalizacije i rasta kristala. U prirodi ne postoje jednaki uvjeti u kojima minerali nastaju, pa tako ne postoje niti dva jednaka minerala niti kristala. Ipak, kod određivanja minerala samo na temelju izgleda potreban je oprez, jer se isti mineral može pojaviti u više varijeteta. Izgled (oblik) minerala može biti igličast, pločast, kockast itd., ali i amorfan, granularan ili kompaktan. Kao posljedica nedostatnog prostora prilikom rasta mogu se javiti i razne nepravilnosti.


BOJA

Boja je uz izgled (oblik) ona karakteristika minerala koju odmah zapažamo. Čitav niz čimbenika određuje koje će boje biti mineral: sastav samog minerala, prisutnost nekih elemenata ili upijanje svjetlosti. Boja minerala ovisi o svjetlosti, jer neprozirni minerali apsorbiraju svjetlost, a prozirni je propuštaju potpuno ili djelomično. Kod određivanja minerala samo na temelju boje treba biti oprezan, jer boja minerala nije njegovo pouzdano obilježje, budući da se isti mineral može pojaviti u različitim bojama. Takav je primjerice svima poznati mineral kremen ili kvarc koji je bezbojan, proziran mineral (gorski kristal), ali može biti i ljubičast (ametist), žut (citrin), crn (morion), ružičast (ružičnjak) ili sivosmeđ (čađavac).

Neki se minerali javljaju samo u jednoj za njih karakterističnoj boji (azurit je uvijek plave boje, a malahit uvijek zelene boje). Postoje i minerali, doduše jako rijetki, koji pokazuju različitu boju ovisno o tome promatramo li ih na dnevnom ili umjetnom svjetlu. Jedan od njih je aleksandrit, koji je pri dnevnom svjetlu zelene boje, a na umjetnoj svjetlosti crvene boje.


CRT (ogreb)

Mineral možemo odrediti i prema praškastom tragu koji mineral ostavlja kad njime crtamo po hrapavoj površini. Crt ili ogreb odgovara pravoj boji minerala.


TVRDOĆA

Važna karakteristika pri određivanju i prepoznavanju minerala je i njegova tvrdoća. To je sposobnost minerala da se odupre mehaničkim oštećenjima, a ovisi o čvrstoći veza atoma u kristalnoj rešetki minerala. Postoji nekoliko načina za određivanje tvrdoće minerala, ali najčešće se koristi Mohsova ljestvica tvrdoće iz 1812. godine. Više rangirani mineral u Mohsovoj ljestvici ima i veću tvrdoću! Ako ispitivani mineral može zarezati površinu minerala iz Mohsove ljestvice, tada je on tvrđi od tog minerala.

Tvrdoću nekog minerala jednostavno možemo saznati tako da tim mineralom zagrebemo površinu nekog od minerala iz Mohsove ljestivice. Ako mu zapara površinu, znamo da je tvrđi od tog minerala. To znači da ako naš zamišljeni mineral može zagrepsti npr. apatit (tvrdoća 5), a ne može zaparati fluorit (tvrdoća 4), tada znamo da taj mineral ima tvrdoću 4.5, tj. da se na Mohsovoj ljestvici nalazi između fluorita i apatita.

Za određivanje relativne tvrdoće nekog minerala mogu nam poslužiti i predmeti iz svakodnevne upotrebe: grafit iz drvene olovke ima tvrdoću 1.5, naši nokti imaju tvrdoću 2, prozorska stakla imaju tvrdoću 5.5, porculansko suđe ima tvrdoću 7 itd. To znači da npr. noktom možemo zaparati mekane minerale čija je tvrdoća 1 ili 2, dok npr. prozorsko staklo mogu zaparati minerali koji imaju tvrdoću veću od 5.5.

 

SJAJ

Sjaj u mineralogiji predstavlja način na koji površina minerala reagira na svjetlost. U mineralogiji sjaj može biti važno svojstvo u identifikaciji minerala. Način na koji svjetlo djeluje tj. odbija se (reflektira) od površine minerala, određuje njegov sjaj, koji može biti drugačije boje od boje samog minerala.
Razlikujemo više tipova sjaja, a česti su npr.:

  • metalni sjaj - jako reflektivan kao kod metala (galenit)
  • dijamantni sjaj - izrazito blještav (dijamant)
  • staklasti sjaj - sjaj slomljenog stakla (kvarc)
  • biserni sjaj - nježan odsjaj, javlja se kod uslojenih minerala (talk)
  • svilenkasti sjaj - nježni sjaj karakterističan je za vlaknaste minerale (gips)

 

KALAVOST I LOM

Kalavost je osobina kristala da se pod udarcima pravilno lomi ili kala. Do pojave kalanja dolazi na mjestima gdje su sile koje drže atome u kristalu najslabije. Za razliku od kalavosti, lom je nepravilno lomljenje minerala pod utjecajem neke sile, odnosno udarca. Lom može biti školjkast, neravan, kukast i sl.
Zahvaljujući kalavosti možemo lako međusobno razlikovati neke slične minerale, kao što su npr. kalcit i kvarc. Naime, kalcit ima odličnu kalavost, a kvarc se lomi nepravilno, školjkasto, jer nema kalavosti.

OPTIČKA SVOJSTVA

Optička svojstva minerala od velike su važnosti pri određivanju i istraživanju minerala, a većina njih određuju se u polarizacijskom mikroskopu (za određivanje minerala iznimno je koristan pleokroizam (višebojnost) – pojava kod nekih minerala da u različitim smjerovima upijaju svjetlost različitih valnih duljina zbog čega pokazuju različita obojenja ili različit intenzitet boje ovisno o smjeru promatranja. Ta višebojnost rijetko se opaža makroskopski (turmalin, aleksandrit), dok se kod minerala, kakvi su npr. amfiboli, ona lako može opaziti pomoću polarizacijskog mikroskopa, tako da se tanki izbrusak minerala stavi pod mikroskop te se kroz njega propušta svjetlost.

Zanimljiv je i efekt dvoloma, vidljiv i bez pomagala, koji nastaje kada se svjetlosna zraka putujući kroz kalcitni kristal (romb) lomi, razdvaja u dvije zrake, pa imamo dojam dvostrukosti predmeta koji se nalazi iza (ili ispod) minerala. Razni optički efekti javljaju se zbog međudjelovanja svjetla koje prolazi kroz kristal i atoma u strukturi.

Jedno od posebno atraktivnih optičkih svojstava nekih minerala je fluorescencija. Ta pojava nastaje kada se te minerale obasja ultraljubičastom svjetlošću (UV svjetlost), pa oni u mraku sjaje posebnom pobuđenom svjetlošću. To su fluorescentni minerali. Ako se taj efekt nastavi i nakon isključenja ultraljubičastog zračenja, kažemo da mineral fosforescira.