ILUSTROWANA ENCYKLOPEDIA MINERA�Y I SKA�Y Jizi Koufinsky Przek�ad: Krzysztof Jakubowski DELTA Strona 2: Sfaleryt - Cavnic (Rumunia); rzeczywista wielko�� kryszta��w do 12 mm Strona 4: Ametyst - Porkura (Rumunia); rzeczywista wielko�� kryszta��w do 4 cm Strona 5: Ods�oni�cie ska� bazaltowych - Rovne ko�o Semily (Czechy) Tytu� orygina�u: The Illustrated Encyclopedia of Minerals & Rocks Tekst: Jizi Koufimsky Rysunki: Karel Drchal Z j�zyka angielskiego prze�o�y�: Krzysztof Jakubowski Redaktor: El�bieta Skrzy�ska Redaktor techniczny wydania polskiego: El�bieta Kacprzak Korektor: El�bieta Kijewska (c) AYENTINUM NAK�AD ATELSTYf, s. r. o., 1995 (c) Copyright for the Polish edition by Oficyna Wydawnicza "Delta W-Z" Warszawa, tel ./fax 42-70-05 Wszelkie prawa rozpowszechniania, ��cznie z rozpowszechnianiem przez film, fotokopie i inne �rodki techniczne - a tak�e w postaci roszcze� i wyci�g�w - zastrze�one dla Wydawnictwa Aventinum, Praha ISBN 83-7175-085-4 Sk�ad i �amanie: "Coronei" Warszawa Druk i oprawa: Polygrafia, Praha 3/23/02/72-01 S�owo wst�pne 7 Cz�owiek i kamie� 9 Poj�cia podstawowe 14 W�asno�ci minera��w 15 Pochodzenie i wyst�powanie minera��w 23 Rozdzia� 1. Pierwiastki rodzime 29 Rozdzia� 2. Siarczki i zwi�zki pokrewne 43 Rozdzia� 3. Halogenki 69 Rozdzia� 4. Tlenki 75 Rozdzia� 5. W�glany 127 Rozdzia� 6. Siarczany i zwi�zki pokrewne 141 Rozdzia� 7. Fosforany i zwi�zki pokrewne 153 Rozdzia� 8. Krzemiany 167 Rozdzia� 9. Zwi�zki organiczne 237 Rozdzia� 10. Meteoryty i tektyty 245 Skorowidz nazw minera��w i ska� 251 Cz�owiek od niepami�tnych czas�w podziwia� niezr�wnan� urod� kszta�t�w i barw minera��w. Ludzie pierwotni nie umieli wyja�ni� niekt�rych w�a�ciwo�ci i pi�kna kamieni i uznawali je cz�sto za efekt dzia�ania si� nadprzyrodzonych. Wielu kamieniom przypisywano niezwyk�� moc, wierz�c w ich wp�yw na los cz�owieka. To przekonanie przetrwa�o zreszt� a� do czas�w obecnych. Minera�y s� jednym z najwspanialszych twor�w natury, nic wi�c dziwnego, �e liczba ich mi�o�nik�w i kolekcjoner�w stale ro�nie. Dzieje si� tak pomimo wszelkich zawi�o�ci nauki o minera�ach - mineralogii. Badania minera��w bowiem wymagaj� dobrej znajomo�ci podstaw chemii, fizyki oraz wielu innych nauk pokrewnych. Sama tylko niezwykle trudna krystalografia mo�e wielu zniech�ci� do studi�w mineralogicznych, nawet je�li s� one traktowane jedynie jako hobby. W zamierzeniu ksi��ka ta stanowi przede wszystkim wprowadzenie do mineralogii, a tym samym pr�b� zaprezentowania najwa�niejszych wiadomo�ci z tej dziedziny. �wiadomie zrezygnowano w niej z rozbudowania cz�ci teoretycznej, staraj�c si� raczej zwr�ci� uwag� na wiele interesuj�cych szczeg��w ze wszystkich dziedzin nauk mineralogicznych. Cz�� og�ln� po�wi�cono bli�szej analizie wielorakich zwi�zk�w mi�dzy cz�owiekiem i minera�ami oraz wyja�nieniu podstawowych poj�� z zakresu mineralogii i geologii, kt�rych znajomo�� jest niezb�dna dla ka�dego prawdziwego mi�o�nika �wiata minera��w. Zasadnicz� cz�� ksi��ki stanowi� rozdzia�y po�wi�cone pierwiastkom i zwi�zkom chemicznym tworz�cym poszczeg�lne gromady minera��w, kt�re zosta�y usystematyzowane zgodnie ze stosowan� obecnie klasyfikacj� naukow�. Opis ka�dego minera�u zawiera dane dotycz�ce sk�adu chemicznego, podstawowych w�a�ciwo�ci fizycznych oraz informacje o genezie i wyst�powaniu poszczeg�lnych minera��w, a tak�e o ich zastosowaniu praktycznym w dawnych czasach i obecnie. Przedstawiono r�wnie� charakterystyk� najwa�niejszych rud kopalin metalono�nych oraz nagromadze� z�o�owych surowc�w niemetalicznych, a tak�e kamieni szlachetnych i ozdobnych. Nie zapomniano r�wnie� o barwnej historii odkrycia niekt�rych minera��w, interesuj�cej etymologii ich nazw oraz o wielu innych zwi�zanych ze �wiatem minera��w ciekawostkach. Oddana do r�k Czytelnik�w ksi��ka spe�ni swoje zadanie, je�li pomo�e im dostrzec i zrozumie� pi�kno zadziwiaj�cego �wiata minera��w, co mo�e przynie�� ka�demu uwa�nemu obserwatorowi wiele rado�ci i satysfakcji. Jizi Koufimsky Ilustrowana Encyklopedia minera��w i ska� charakteryzuje si� oryginalno�ci� uj�cia tematu, co r�ni j� wyra�nie od innych opracowa� z tej dziedziny. Jej tw�rc� jest dr Jizi Koufimsky, znakomity znawca kamieni szlachetnych i ozdobnych, d�ugoletni kustosz Muzeum Narodowego w Pradze, kt�re szczyci si� jedn� z najprzedniejszych kolekcji mineralogicznych w Europie. Dzi�ki temu autor posiad� nie tylko wszechstronn�, i�cie encyklopedyczn� znajomo�� �wiata minera��w, ale r�wnie� prawdziwe i g��bokie zami�owania. St�d zapewne wywodzi si� doskona�e wyczucie kolekcjonerskich zainteresowa� i pasji. Wysokie kompetencje autora w po��czeniu z talentem popularyzatorskim sprawi�y, �e opr�cz precyzyjnych informacji o naturze minera��w znajdziemy w jego dziele tak�e rozliczne ciekawostki i cenne wskaz�wki wzbogacaj�ce wiedz� ka�dego prawdziwego mi�o�nika pi�knych kamieni. Wielostronne walory tej ksi��ki zyskuj� potwierdzenie w licznych przek�adach. W encyklopedii zosta�y uwzgl�dnione przede wszystkim aktualne dane wynikaj�ce z post�pu nauk mineralogicznych oraz odkry� nieznanych dotychczas stanowisk wyst�powania niekt�rych minera��w. Obfity i starannie dobrany materia� ilustracyjny, zawieraj�cy wy��cznie fotografie barwne w spos�b istotny podnosi walory poznawcze tej publikacji. Jestem przekonany, �e dostrze�e je r�wnie� polski odbiorca, podzielaj�c wsp�ln� satysfakcj� poznawania tajemnic i niepowtarzalnej urody �wiata minera��w. Krzysztof Jakubowski Ludzie zawsze i wsz�dzie pragn�li pozna� tajemnice natury, by m�c czerpa� z jej bogactw dla w�asnego po�ytku. Od zamierzch�ych pradziej�w a� po czasy wsp�czesne obserwujemy zale�no�� mi�dzy rozwojem kultury i cywilizacji a przyrod�. Na przestrzeni ca�ej historii istotnym wyznacznikiem rozwoju kulturowego cz�owieka by� jego �cis�y zwi�zek z zasobami surowc�w mineralnych, �ci�lej m�wi�c - umiej�tno�� ich wykorzystania. Skalne tworzywo jest tak samo wa�ne dla wsp�czesnych ludzi, jak by�o niegdy� dla cz�owieka pierwotnego, kt�ry wytwarza� ze� narz�dzia i bro�. Staro�ytni Egipcjanie wydobywali kruszce i stosowali kamie� do budowy miast; cz�owiek XX wieku eksploatuje ogromne ilo�ci najrozmaitszych surowc�w mineralnych niezb�dnych do produkcji materia��w budowlanych oraz paliw. Ludzie pierwotni, nie znaj�cy narz�dzi i ubra�, mieli niewielkie potrzeby. Najwa�niejszym minera�em by�a w�wczas s�l kamienna, kt�rej z�o�a odkrywano, �ledz�c instynktowne zachowanie zwierz�t. Dopiero p�niej, w miar� doskonalenia umiej�tno�ci korzystania z pracy r�k i umys��w, zacz�to zwraca� uwag� na znaczenie surowc�w skalnych. W poszczeg�lnych okresach epok kamiennych ska�y s�u�y�y cz�owiekowi przede wszystkim do wytwarzania narz�dzi i broni. Pocz�tkowo wykorzystywano naturalne od�amki skalne i otoczaki wapieni i piaskowc�w. Niebawem jednak okaza�o si�, �e bardziej przydatne s� zako�czone ostrymi kraw�dziami kawa�ki kwarcu, krzemieni lub obsydianu, kt�re od�upywano, a nast�pnie wyg�adzano. U schy�ku epoki kamiennej odkryto rudy miedzi, kt�re zacz�to wytapia� w otwartym ogniu, a z czasem w specjalnych piecach. Z chwil� odkrycia rud cyny (kasyterytu) w z�o�ach aluwialnych cz�owiek pozna� mo�liwo�ci ��czenia miedzi i cyny, odkrywaj�c, �e br�z, czyli stop obu tych metali, ma znacznie wi�ksze walory u�ytkowe ni� czysta mied�. Oznacza�o to pocz�tek nowego etapu w dziejach ludzko�ci -epoki br�zu. Umiej�tno�� zastosowania br�zu rozprzestrzenia�a si� stopniowo wzd�u� dolin Nilu i Eufratu, obejmuj�c nast�pnie ca�y region �r�dziemnomorski. Poniewa� jednak mied� i cyna by�y bardzo drogie, jeszcze przez d�ugi czas podstawowym surowcem, z kt�rego wykonywano narz�dzia powszechnego u�ytku, pozostawa�y zwyk�e ska�y. R�wnocze�nie ros�o znaczenie kamienia jako materia�u budowlanego. Pierwsze pa�ace z kamienia wzniesiono w dolinie Nilu oraz w Mezopotamii, a do budowy piramid w Egipcie wykorzystano bloki wapienne o ogromnej masie. Epoka �elaza rozpocz�a si� dopiero oko�o 3000 lat temu. Pozyskiwanie �elaza z rud jest bowiem procesem bardziej skomplikowanym, wymagaj�cym znacznie wy�szych temperatur ni� wytapianie miedzi i cyny. Wskaz�wk� dla poszukuj�cych rud �elaza by�o zapewne charakterystyczne, krwistoczerwone zabarwienie powierzchniowych partii z��. Rudy wytapiano przy u�yciu w�gla drzewnego, uzyskuj�c znaczne ilo�ci �elaza wykorzystywanego jako ta�szy substytut drogiego br�zu. Odkrycie metalurgii �elaza zapocz�tkowa�o bezprecedensowy rozw�j rolnictwa i rzemios�a. W okresie �redniowiecza �elazo szybko staje si� najszerzej wykorzystywanym metalem. Rudy �elaza wydobywano pocz�tkowo z powierzchniowych odkrywek, a nast�pnie z p�ytkich kopal� podziemnych. �redniowieczni g�rnicy u�ywali skrajnie prostych narz�dzi, ale systematycznie doskonalili techniki wydobycia. Stopniowo opuszczali stare kopalnie, wyeksploatowane w czasach rzymskich, i podejmowali poszukiwanie nowych z��. Szybki rozw�j g�rnictwa �elaza nast�pi� zw�aszcza w okresie panowania Karola Wielkiego* (742-814) na obszarze Francji oraz przede wszystkim w Europie �rodkowej, g��wnie na terenie Czech, S�owacji, Saksonii oraz Styrii. �lady dawnego g�rnictwa w tych rejonach zachowa�y si� a� do czas�w obecnych. Dysponujemy stosunkowo bogat� wiedz� na temat �redniowiecznych metod wydobywania minera��w, lokalizacji g��wnych z�� oraz stosowanych technik g�rniczych. Zawdzi�czamy to przede wszystkim Georgiusowi Agricoli (1494-1555), znakomitemu lekarzowi i mineralogowi, kt�ry znaczn� cz�� swego �ycia sp�dzi� na terenie Czech w Jachymovie (by� to w�wczas jeden z najwa�niejszych europejskich o�rodk�w g�rnictwa srebra). G��wne dzie�a Agricoli: De re metallica libri XII (Dwana�cie ksi�g o g�rnictwie i metalurgii) oraz De natura fossilium libri X (Dziesi�� ksi�g o naturze kamieni), uznawane s� za najwcze�niejsze i najwszechstronniejsze opracowania naukowe z dziedziny mineralogii, g�rnictwa i metalurgii. W miar� rozwoju produkcji przemys�owej nieustannie wzrasta�o zapotrzebowanie na rudy metali, paliwa kopalne i inne surowce mineralne niezb�dne dla metalurgii, produkcji wyrob�w chemicznych, szklarskich, ceramicznych, ogniotrwa�ych oraz przemys�u materia��w budowlanych. Surowce mineralne sta�y si� r�wnie� niezb�dne dla rozwoju rolnictwa (nawozy mineralne). Coraz powszechniejsze wykorzystywanie surowc�w mineralnych wp�ywa�o na wzrost ich wydobycia oraz doskonalenie metod pozyskiwania i przetwarzania kopalin. Procesy te zachodz� z ca�� intensywno�ci� r�wnie� w dobie obecnej. Niekt�re bogactwa mineralne zyska�y miano surowc�w "strategicznych". S� to surowce niezb�dne do zapewnienia bezpiecze�stwa narod�w. Oczywi�cie surowce zaliczane do tej grupy zmienia�y si� na przestrzeni dziej�w w zale�no�ci od post�p�w nauki i techniki. I tak 10 dzisiaj wydobycie rud �elaza nie jest ju� tak wa�ne jak sto lat temu, podobnie jak pozyskiwanie niekt�rych metali niezb�dnych do produkcji wysokogatunkowej stali, kt�re mia�o ogromne znaczenie przed pi��dziesi�cioma laty. Obecnie za surowce strategiczne uwa�a si� mineralne substancje radioaktywne, rudy metali lekkich (m.in. dla przemys�u lotniczego i kosmicznego), rop� naftow� oraz niekt�re inne minera�y cenione na r�wni z diamentami. Odwieczny zwi�zek cz�owieka z kamiennym tworzywem przejawia si� nie tylko w praktycznym zastosowaniu ska� i minera��w w wielu ga��ziach przemys�u. Ludzi zawsze fascynowa�o niepospolite pi�kno niekt�rych minera��w. Cz�owiek zwr�ci� uwag� na harmoni� postaci kryszta��w, kt�rych pochodzenia nie potrafi� wyja�ni�, nic zatem dziwnego, �e cz�sto przypisywa� im magiczn� moc. Ju� w epoce kamiennej ludzie zainteresowali si� z�otem, kt�re z �atwo�ci� dawa�o si� wytapia� i odlewa�. To w�a�nie ze z�ota sporz�dzone zosta�y pierwsze ozdoby bi�uteryjne. W epoce br�zu w tym samym celu wydobywano mied� i srebro. Od najdawniejszych czas�w klejnoty, ozdoby i figurki kultowe wytwarzano r�wnie� z mniej "szlachetnych" materia��w, takich jak mied� i br�z, lub ze ska� o niezwyk�ych barwach i kszta�tach. Wspania�� z�ot� bi�uteri� i inne wyroby ze z�ota sprzed kilku tysi�cy lat odnajdywano przede wszystkim w rejonach, gdzie z�oto wyst�powa�o w obfito�ci, jak cho�by w Peru i Meksyku. Pocz�tki wydobycia i zastosowania kamieni szlachetnych si�gaj� czas�w prehistorycznych, ale nie spos�b dzi� dociec, kt�ry lud zapocz�tkowa� ich obr�bk�. Najstarsze przekazy na ten temat dotar�y z Indii oraz kraj�w po�o�onych we wschodniej cz�ci basenu Morza �r�dziemnego, gdzie znajdowa�y si� poka�ne z�o�a kamieni szlachetnych. R�wnie dawno rozpoznano z�o�a w Sri Lance (rubiny, szafiry), na wyspie Zebirget (St. John) na Morzu Czerwonym (szlachetne oliwiny -chryzolity) oraz w po�udniowo-wschodnim Egipcie (szmaragdy). Grawerowane kamienie szlachetne, z kt�rych wykonywano t�oki piecz�tne w Babilonie i Asyrii, pochodz� z czwartego tysi�clecia p.n .e. Umiej�tno�� obr�bki kamieni szlachetnych przyw�drowa�a ze Wschodu do Grecji, gdzie narodzi�a si� sztuka rze�bienia i grawerowania klejnot�w - gliptyka. Rozwin�li j� Rzymianie, kt�rzy przej�li metody pracy od Grek�w, a nast�pnie wzbogacali sw� wiedz�, czerpi�c wiadomo�ci o kamieniach szlachetnych od lud�w zamieszkuj�cych Azj� i Afryk� P�nocn�. Najstarsze rzymskie gemmy (kamienie szlachetne ci�te w formie wkl�s�ej - intaglia, lub wypuk�ej - kamee), znalezione w Etrurii (Toskania), wykazuj� wyra�ne wp�ywy egipskie. Rzymscy szlifierze kamieni, przewa�nie greckiego pochodzenia, za�o�yli wiele warsztat�w, przede wszystkim na po�udniu Italii. Wiele szczeg��w na temat wyst�powania z�� kamieni szlachetnych i opis�w budowy kryszta��w zawiera po�wi�cona historii naturalnej praca Pliniusza Starszego (zm. w 79 r. n.e.). Pliniusz wspomina tak�e o szmaragdowych soczewkach, kt�rych u�ywa� cesarz Neron (37-68 n.e.). Wzmiank� t� uzna� mo�na za pierwszy przekaz na temat technicznego zastosowania szlachetnego minera�u. 11 Po upadku cesarstwa rzymskiego tradycje sztuki gliptycznej kontynuowano przede wszystkim w Bizancjum. W okresie wczesnego �redniowiecza, zw�aszcza w Europie, grupa posiadaczy drogocennych kamieni ogranicza�a si� w zasadzie do mo�now�adc�w oraz dostojnik�w ko�cielnych. Po rozpadzie cesarstwa rzymskiego sztuka obr�bki kamieni wyra�nie podupad�a. W znacznej mierze przyczyni�o si� do tego upowszechnienie �wiatopogl�du przyjmuj�cego zupe�nie inn� hierarchi� warto�ci. Wczesne chrze�cija�stwo przenosi�o punkt ci�ko�ci z afirmacji �ycia doczesnego na �ycie wieczne. Strojenie si� w klejnoty, ca�kiem naturalne w czasach prehistorycznych i rozpowszechnione zw�aszcza w �wiecie staro�ytnym, zacz�to teraz uwa�a� za grzeszny zbytek. Zaniechano w�wczas eksploatacji wielu z�� kamieni szlachetnych. W zapomnienie posz�y stosowane niegdy� powszechnie na terenach Europy Zachodniej i �rodkowej metody obr�bki kamieni szlachetnych. W okresie gotyku dominowa�y bardzo proste sposoby obr�bki przezroczystych i prze�wiecaj�cych kamieni szlachetnych, kt�rych prawie nigdy nie u�ywano w stanie surowym. Szlifierze starali si� usun�� najbardziej ra��ce niedoskona�o�ci kamieni, a nast�pnie nadawali im powierzchniowy poler. Przez d�ugi czas metody obr�bki by�y raczej ma�o skomplikowane nie tylko ze wzgl�du na ubogie �rodki techniczne, ale r�wnie� dlatego, �e starano si� zachowa� jak najwi�ksz� mas� drogocennych kamieni. Rozkwit sztuki, kt�ry ogarn�� ca�� Europ� w XII-XIV stuleciu, wyzwoli� ponowne zainteresowanie kamieniami szlachetnymi i ozdobnymi. Pierwsze symptomy tego zjawiska pojawi�y si� we Francji, a z czasem tak�e w innych krajach kontynentu. Wyra�nie o�ywi� si� te� handel kamieniami szlachetnymi. Na znaczeniu zyska�y du�e miasta le��ce na szlakach wiod�cych z zasobnych z�� wschodnich do Europy. Do najwa�niejszych o�rodk�w tego handlu nale�a�y w�wczas Bagdad i Kair. Niemal pe�n� list� najcenniejszych kamieni oferowanych w�wczas na rynkach Bliskiego Wschodu zawar� w pochodz�cym z XIII wieku traktacie o kamieniach szlachetnych arabski kupiec Ahmed ben Jusuf al Teifassi. W XIV stuleciu, zw�aszcza w okresie panowania Karola IV, wa�nym o�rodkiem europejskiej sztuki gliptycznej sta�a si� Praga. Na obszarze Czech prowadzono w�wczas intensywne poszukiwania kamieni szlachetnych, kt�re obrabiano w licznych miejscowych warsztatach rzemie�lniczych. Szczytowy okres rozwoju artystycznej obr�bki kamieni szlachetnych przypad� na prze�om XVI i XVII wieku, kiedy to Praga sta�a si� siedzib� Rudolfa II, g�owy �wi�tego cesarstwa rzymskiego narodu niemieckiego. Ze wszystkich stron �wiata przywo�ono do Pragi drogocenne kamienie, a na dworze Rudolfa II gromadzili si� s�awni arty�ci i uczeni. Nic zatem dziwnego, �e wiele wa�nych informacji o kamieniach szlachetnych i metodach ich obr�bki odnale�� mo�na w s�ynnej 12 ksi�dze Gemmarum et lapidum historia (Historia kamieni drogocennych i pospolitych), opublikowanej w Pradze w 1609 roku. Jej autorem by� Anselmus Boetius de Boot, z pochodzenia Holender, osobisty lekarz cesarza Rudolfa II, a zarazem wszechstronny uczony i znakomity znawca kamieni szlachetnych. W drugiej po�owie XVII wieku do sztuki wkracza barok, stopniowo obejmuj�c wszystkie dziedziny �ycia. Powstaj� w�wczas monumentalne budowle, kt�re maj� podkre�la� pot�g� mo�now�adc�w i Ko�cio�a. Zmieniaj� si� upodobania i ro�nie zami�owanie do luksusu. Pogo� za mod� i poszukiwanie wci�� nowych wzor�w sprawi�o, �e do wyrobu bi�uterii opr�cz kamieni naturalnych zacz�to powszechnie u�ywa� imitacji szklanych. W drugiej po�owie XVIII wieku pod wp�ywem nowego pr�du filozoficznego, racjonalizmu, a tak�e rozwoju nauki i technologii, zmieni� si� stosunek cz�owieka do kamieni drogocennych. Powsta�a nowa warstwa spo�eczna, otaczaj�ca si� klejnotami i innymi cennymi przedmiotami, nie tylko z racji ich zdobniczych funkcji, ale tak�e w celu podkre�lenia w�asnego statusu finansowego. Na nowo rozkwit�a rzemie�lnicza obr�bka kamieni szlachetnych, szczeg�lnie w drugiej 13 po�owie XIX wieku. Obroty finansowe zwi�zane z pozyskiwaniem kamieni szlachetnych rozwijaj� si� na ogromn� skale. Wzmo�ony popyt na kamienie szlachetne przyczyni� si� do zintensyfikowania poszukiwa� nowych z�� oraz odkrycia nie znanych wcze�niej kamieni ozdobnych. Na prze�omie XIX i XX wieku o popularno�ci kamieni ozdobnych w znacznym stopniu zaczyna decydowa� moda. Poszukiwano przede wszystkim atrakcyjnych kamieni naturalnych, p�ac�c za nie wysokie ceny. Pierwsze sukcesy w produkcji syntetycznych kamieni szlachetnych spowodowa�y jednak czasowe zachwianie pozycji rynkowej prawdziwych kamieni. Sztuczn� bi�uteri� szczeg�lnie ch�tnie noszono w latach dwudziestych. Nie trwa�o to d�ugo i ju� wkr�tce kamienie naturalne odzyska�y sw� popularno��, a ich ceny zn�w wzros�y. Mineralogia jest nauk�, kt�ra zajmuje si� badaniem minera��w. Jej zadaniem jest nie tylko opis cech zewn�trznych oraz w�a�ciwo�ci substancji mineralnych, ale tak�e wyja�nienie ich genezy i przemian. Minera� jest homogeniczn�, najcz�ciej nieorganiczn� substancj� naturaln� o ustalonym sk�adzie chemicznym, kt�ra wyst�puje w skorupie ziemskiej zazwyczaj w stanie sta�ym, znacznie rzadziej w ciek�ym. Podkre�lenie naturalnego charakteru proces�w powstawania minera��w wyklucza z zakresu tak pojmowanej definicji produkty syntezy laboratoryjnej, jak np. kryszta�y syntetyczne, w tym tak�e syntetyczne kamienie szlachetne lub fazy krystaliczne powstaj�ce podczas proces�w metalurgicznych. Cecha homogeniczno�ci oznacza, �e poszczeg�lne cz�ci minera�u maj� te same w�a�ciwo�ci fizyczne i chemiczne. Tym r�ni� si� minera�y od ska�, kt�re te� s� wprawdzie nieorganicznymi substancjami naturalnymi, ale sk�adaj� si� z rozmaitych 14 minera��w. Ponadto ska�y tworz� wielkie, zwarte partie skorupy ziemskiej (np. granity, bazalty, gnejsy). Niekt�re ska�y, np. wapienie, marmury lub kwarcyty, sk�adaj� si� wy��cznie z jednego minera�u [ska�y monomineralne], ale nie zaliczamy ich do minera��w, poniewa� nie spe�niaj� one warunku homogeniczno�ci i tworz� z regu�y ca�e serie warstw. Nauka zajmuj�ca si� badaniem ska� okre�lana jest mianem petrografii (petrologii). Mineralogia og�lna zajmuje si� badaniami w�asno�ci fizycznych i chemicznych minera��w oraz wyja�nianiem warunk�w ich powstawania [mineralogia genetyczna]. Mineralogia szczeg�owa [systematyczna] zajmuje si� opisem cech poszczeg�lnych minera��w i ich odmian, kt�re zaliczane s� do okre�lonych grup [gromad] na podstawie przyj�tych kryteri�w klasyfikacyjnych uwzgl�dniaj�cych najcz�ciej przes�anki chemiczne oraz krystalostrukturalne. Zar�wno mineralogia, jak i petrografia zwi�zane s� �ci�le z naukami geologicznymi. W okre�lonych warunkach wi�kszo�� minera��w samorzutnie przybiera posta� prawid�owych bry� ograniczonych g�adkimi �cianami, zwanych kryszta�ami. Bli�sze obserwacje wskazuj�, �e kryszta�y tych samych minera��w maj� niemal zawsze t� sam� posta�. Mo�na zatem sformu�owa� wniosek, �e posta� kryszta�u nie jest kwesti� przypadku, lecz wynikiem dzia�ania �ci�le okre�lonych praw. O prawid�owo�ci budowy decyduje regularne rozmieszczenie najmniejszych nawet 15 wewn�trzna cnaraKieryzuje si� zatem uporz�dkowan� sieci� przestrzenn�, okre�laj�c� zarazem w�asno�ci fizyczne i chemiczne substancji krystalicznych. Chocia� niekt�re minera�y przybieraj� podczas krystalizacji w�a�ciw� sobie posta�, to ich pokr�j zewn�trzny bywa zr�nicowany. Wszystkie jednak maj� t� sam� symetri�, powtarzaln� w najmniejszych nawet cz�stkach kryszta�u. Zewn�trzna, symetryczna posta� kryszta�u jest wi�c nast�pstwem jego uporz�dkowanej budowy wewn�trznej, kt�ra charakteryzuje si� periodycznym rozmieszczeniem poszczeg�lnych element�w, co decyduje o homogeniczno�ci minera�u. Elementy symetrii wyst�puj�ce w kryszta�ach pozwalaj� na wyr�nienie siedmiu du�ych grup, zwanych uk�adami krystalograficznymi. S� to uk�ady: tr�jsko�ny, jednosko�ny, rombowy, tetragonalny, trygonalny, heksagonalny i regularny. Wyst�puj�ce w przyrodzie kryszta�y nie zawsze s� doskonale wykszta�cone, na przyk�ad cz�sto spotyka si� deformacje wzrostu kryszta�u. Zawsze jednak sta�� warto�� maj� k�ty mi�dzy p�aszczyznami analogicznych �cian kryszta�u. W�a�nie owe k�ty s� podstawowym kryterium w diagnostycznych badaniach krystalograficznych. Powierzchnie du�ych kryszta��w s� zazwyczaj pr��kowane [zbru�d�one] i mog� by� chropowate oraz matowe. Zniekszta�cenia niekt�rych �cian kryszta��w, pojawiaj�ce si� w czasie ich wzrostu lub pod wp�ywem proces�w wietrzenia, stanowi� cech� charakterystyczn� wielu minera��w i s� pomocne przy ich identyfikacji. Tempo wzrostu kryszta��w jest jednym z najwa�niejszych czynnik�w decyduj�cych o doskona�o�ci wykszta�cenia �cian kryszta�u. Generalnie rzecz bior�c, im wolniej nast�puje wzrost, tym bardziej perfekcyjna jest posta� kryszta�u. Szybka krystalizacja prowadzi zazwyczaj do powstawania kryszta��w szkieletowych o s�abo wykszta�conych �cianach. Kryszta�y minera��w o prostszym sk�adzie chemicznym oraz bez obcych domieszek s� zwykle lepiej wykszta�cone i maj� mniejsz� liczb� �cian. 16 Zasadniczy wp�yw na form� wykszta�cenia postaci kryszta��w maj� warunki fizyczne, w kt�rych nast�puje ich wzrost. Szczeg�ln� rol� odgrywa tutaj temperatura i ci�nienie, a tak�e swoiste cechy otaczaj�cej materii skalnej. Kryszta�y powstaj�ce w sprzyjaj�cych warunkach �rodowiskowych, umo�liwiaj�cych ich �atwy wzrost i rozprzestrzenienie, maj� zazwyczaj prawid�owe formy i doskonale wykszta�cone �ciany. Dobrze rozwini�te kryszta�y powstaj� r�wnie� w pr�niach i szczelinach skalnych, gdzie wytr�caj� si� z kr���cych roztwor�w wodnych lub gazowych. Je�eli rosn�ce kryszta�y przylegaj� do powierzchni ska�y, najcz�ciej nie mog� tworzy� prawid�owo wykszta�conych �cian; ich dalszy rozw�j mo�e odbywa� si� jedynie w kierunku wolnej przestrzeni. S� to tzw. zrosty kryszta��w. R�ne charakterystyczne postacie kryszta��w kalcytu: a) romboedr, b) skalenoedr, c) s�up 17 Skupienia niemal r�wnolegle u�o�onych kryszta��w, wyrastaj�cych ze wsp�lnej podstawy, nosz� nazw� druzy [szczotki krystalicznej]. Skupienia kryszta��w rozwijaj�ce si� w owalnej wn�ce tworz� tak zwane geody, wyst�puj�ce g��wnie w pr�niach spotykanych w niekt�rych ska�ach magmowych, a przede wszystkim w melafirach, fonolitach i bazaltach. Kryszta�y tworz�ce druzy i geody u�o�one s� zazwyczaj w mniej lub bardziej regularny spos�b. Bez�adnie rozmieszczone zbiorowiska ciasno zro�ni�tych, wzajemnie przenikaj�cych si� kryszta��w nosz� nazw� skupie� ziarnistych. Sk�adaj� si� one z ogromnej liczby male�kich kryszta�k�w bez wyra�nych zarys�w �cian i ograniczonych zazwyczaj przypadkowymi powierzchniami. S� one okre�lane niekiedy mianem agregat�w krystalicznych. Skupienia minera��w krystalicznych, Struktura kryszta��w: a) grafitu, b) diamentu Osie symetrii w poszczeg�lnych uk�adach krystalograficznych: a) uk�ad regularny, b) tetragonalny, c) rombowy, d) jednosko�ny, e) tr�jsko�ny, f) heksagonalny lub trygonalny (romboedryczny) 18 Struktura heksagonalna p�atk�w �niegu Asymetryczny kryszta� kwarcu zbudowane z niezwykle drobnych ziarn rozpoznawalnych jedynie pod mikroskopem, nosz� nazw� skupie� zbitych. Znacznie rzadziej spotykane s� w przyrodzie minera�y nie wykazuj�ce budowy krystalicznej. Okre�lane s� one mianem minera��w amorficznych [bezpostaciowych] i zaliczane s� zazwyczaj do substancji mineralnych. Wzrostem pojedynczych osobnik�w kryszta��w rz�dz� okre�lone prawa. Cz�sto mo�na je odnie�� r�wnie� do ca�ych grup kryszta��w. Tworz� one w�wczaspmwidlowe zrosty bli�niacze (podw�jne, potr�jne itd.). Inn� interesuj�c� form� wyst�powania minera��w s�pseudomorfozy, zwane niekiedy kryszta�ami fa�szywymi. Mimo zewn�trznego podobie�stwa, struktura wewn�trzna tych minera��w nie odpowiada postaciom ograniczaj�cym te kryszta�y. Ich geneza mo�e by� r�na, ale zawsze jest rezultatem zmiany sk�adu pierwotnej materii kryszta�u i zast�pienia jej inn� substancj�. Budowa wewn�trzna minera��w decyduje nie tylko o postaci zewn�trznej, ale tak�e okre�la ich cechy fizyczne. St�d te� istniej� pewne wyra�ne zale�no�ci mi�dzy postaci� kryszta��w a ich w�asno�ciami fizycznymi. Niekt�re cechy fizyczne, jak na przyk�ad twardo��, �upliwo�� lub w�asno�ci optyczne, wykazuj� zale�no�ci wektorowe i s� odmienne w r�nych kierunkach. Natomiast inne w�asno�ci fizyczne, takie jak g�sto�� czy te� promieniotw�rczo��, nie s� uzale�nione kierunkowo. Poni�ej opisano g��wne w�asno�ci fizyczne minera��w, zwracaj�c szczeg�ln� uwag� na te, kt�rych okre�lenie nie wymaga zastosowania specjalistycznej aparatury. 19 G�sto�� [masa w�a�ciwa, ci�ar w�a�ciwy] okre�lana jest stosunkiem masy do obj�to�ci. G�sto�� wzgl�dna wskazuje, ile razy badana substancja mineralna jest ci�sza od wody o tej samej obj�to�ci w temperaturze 4�C. Wi�ksza zawarto�� pierwiastk�w ci�kich (np. o�owiu, rt�ci, srebra i in.) w minera�ach powoduje zwi�kszenie ich masy, wi�ksza za� zawarto�� wody w minera�ach sprawia, �e s� one l�ejsze. Minera�y o stabilnym sk�adzie chemicznym charakteryzuj� si� sta�� mas�. G�sto�� minera��w oznacza si� rozmaitymi metodami, m.in. za pomoc� wagi hydrostatycznej lub te� przy wykorzystaniu do pomiar�w tzw. cieczy ci�kich. Wa�n� cech� minera��w jest twardo��, czyli stopie� ich odporno�ci na uszkodzenia mechaniczne przy pr�bie zarysowania powierzchni danego minera�u. Twardo�� poszczeg�lnych minera��w okre�la si� zazwyczaj za pomoc� skali twardo�ci Mohsa, kt�ra sk�ada si� z dziesi�ciu wska�nikowych minera��w, uporz�dkowanych wed�ug wzrastaj�cej skali twardo�ci: 1 - talk, 2 - gips, 3 - kalcyt, 4 - fluoryt, 5 - apatyt, 6 - ortoklaz, 7 - kwarc, 8 - topaz, 9 - korund, 10 - diament. Skala Mohsa ma wy��cznie charakter wzgl�dny i nie pozwala stwierdzi�, ile razy kolejne umieszczone na niej minera�y (od 1 do 10) s� twardsze od talku (kt�ry jako najbardziej mi�kki ma stopie� 1). Do dok�adnego okre�lania twardo�ci bezwzgl�dnej s�u�� specjalne przyrz�dy zwane sklerometrami. �upliwo�� jest cech� �ci�le zwi�zan� z twardo�ci�. Jest to zdolno�� minera�u do p�kania i oddzielania si� pod wp�ywem zewn�trznego nacisku lub uderzenia wzd�u� okre�lonych p�aszczyzn (tzw. p�aszczyzn �upliwo�ci) uzale�nionych od jego budowy krystalicznej. Podatno�� i charakter �upliwo�ci jest wa�n� cech� diagnostyczn�. �upliwo�ci nie nale�y myli� ze sk�onno�ci� do oddzielno�ci, kt�ra nie wykazuje zwi�zku z kierunkami p�aszczyzn sieciowych kryszta��w. Minera�y, kt�re nie wykazuj� �upliwo�ci, rozpadaj� si� pod wp�ywem nacisku wzd�u� nier�wnych i przypadkowych powierzchni okre�lanych mianem prze�amu. Prze�amy charakteryzuj� si� pewnymi swoistymi cechami, co pozwala je okre�la� opisowo jako np. prze�am muszlowy, haczykowaty, ziarnisty itd. Szczeg�lnie wa�n� grup� cech fizycznych u�atwiaj�cych rozpoznawanie minera��w stanowi� ich w�asno�ci optyczne. Niekt�re z tych w�asno�ci mo�na bada� okiem nieuzbrojonym, do oznaczania innych stosuje si� specjalne przyrz�dy. �wiat�o padaj�ce na powierzchni� danego minera�u 20 tylko cz�ciowo przenika do jego wn�trza, niekt�re bowiem promienie �wietlne odbijaj� si� lub za�amuj�. Im wi�cej promieni przechodzi przez minera�, tym bardziej jest on przezroczysty. W zale�no�ci od stopnia przepuszczalno�ci �wiat�a wyr�nia si� minera�y: przezroczyste, p�prze�roczyste [prze�wiecaj�ce], nieprzezroczyste. Barwa minera�u mo�e by� okre�lona jako wra�enie wzrokowe wywo�ane rodzajem padaj�cego �wiat�a lub te� zdolno�ci� poch�aniania [absorpcji] cz�ci promieni �wietlnych przechodz�cych przez minera�. Barwa postrzegana przez ludzkie oko jest albo barw� w�asn� minera�u uwarunkowan� jego podstawowym sk�adem chemicznym, albo te� efektem domieszek barwi�cych substancji czy te� mechanicznych wtr�ce� obcego pigmentu. Niekiedy zabarwienie mo�e by� spowodowane defektem sieci krystalicznej, wywo�anym np. napromieniowaniem. Szczeg�lny charakter maj� tak zwane barwy metaliczne, pojawiaj� si� bowiem jako rezultat metalicznego odblasku na powierzchni niekt�rych minera��w nieprzezroczystych. Zabarwienie [tzw. barwy nalecia�e] pojawia� si� mo�e r�wnie� na skutek interferencji promieni �wietlnych wzd�u� cieniutkich warstewek powsta�ych podczas utleniania minera�u, wnikania wody lub innych zmian chemicznych. Po�ysk minera��w jest zjawiskiem wywo�anym odbiciem promieni �wietlnych od ich powierzchni. Zale�y on od wielu czynnik�w, przede wszystkim od zdolno�ci absorpcji �wiat�a przez minera�. R�ne zrosty bli�niacze kryszta��w: a) gipsu, b) ortoklazu (tzw. bli�niak karlsbadzki), c) aragonitu 21 Przyk�ady kierunk�w �upliwo�ci w r�nych minera�ach: a) galeny (uk�ad regularny), b) kalcytu (uk�ad trygonalny), c) miki wykazuj�cej tylko �upliwo�� jednokierunkow� Po�ysk minera��w okre�la si� w zale�no�ci od jego charakteru i intensywno�ci, przy czym wyr�nia si� nast�puj�ce rodzaje: diamentowy, metaliczny, szklisty, t�usty, jedwabisty, matowy itd. Rysa, kolejna sta�a cecha rozpoznawcza ka�dego minera�u, jest, �ci�le m�wi�c, barw� sproszkowanego minera�u. Jej nazwa wywodzi si� od sposobu uzyskiwania proszku mineralnego - przez potarcie minera�u o tward� i szorstk� powierzchni�, np. nieszkliwionej p�ytki porcelanowej, lub, je�li minera� jest twardy, przez zarysowanie pilnikiem albo no�em. Rysa pozwala odr�ni� minera� barwny od zabarwionego. Zjawiskiem wyst�puj�cym w niekt�rych minera�ach jest promieniotw�rczo�� naturalna. Mo�na j� stwierdzi� za pomoc� p�ytek lub film�w fotograficznych. Do rejestrowania i pomiar�w promieniowania u�ywane s� rozmaite typy licznik�w scyntylacyjnych Geigera-Mullera. W mineralogicznej praktyce diagnostycznej wykorzystuje si� r�wnie� zjawisko luminescencji. Niekt�re minera�y poddane na�wietlaniu promieniami ultrafioletowymi, promieniami X lub katodowymi emituj� charakterystyczne �wiat�o, umo�liwiaj�ce identyfikacj� okre�lonych minera��w. Zjawisko luminescencji, szczeg�lnie w �wietle ultrafioletowym, jest niezwykle efektowne i z tego powodu demonstrowane bywa na ekspozycjach w wielu muzeach mineralogicznych. R�wnie� wielu kolekcjoner�w specjalizuje si� w gromadzeniu minera��w luminescencyjnych. 22 Minera�y, podobnie jak pierwiastki chemiczne, r�ni� si� stopniem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej. Wiele minera��w (na przyk�ad kwarc) spotyka si� niemal wsz�dzie, inne wyst�puj� niezwykle rzadko. R�norodne s� tak�e sposoby powstawania minera��w w warunkach naturalnych. Ten sam minera� mo�e pojawia� si� w r�nych zespo�ach mineralnych (paragenezach), kt�re powstaj� wsp�lnie w takich samych warunkach i w okre�lonym �rodowisku geologicznym. Tak wi�c przy opisie warunk�w wyst�powania minera��w nale�y uwzgl�dnia� tak�e aspekt czysto geologiczny. Minera�y powstaj� pod wp�ywem rozmaitych proces�w, kt�re dzieli si� zazwyczaj na trzy g��wne typy: procesy magmowe (wulkaniczne), procesy sedymentacyjne (g��wnie w �rodowisku wodnym) oraz procesy metamorficzne (metamorfizm). Minera�y ska� magmowych powstaj� dzi�ki procesom, kt�re mo�na prze�ledzi� badaj�c produkty ich oddzia�ywania (ska�y magmowe) lub te� obserwuj�c aktywne wulkany. Magma to ruchliwa, gor�ca materia, kt�rej g��wnym sk�adnikiem jest stop krzemianowy z rozpuszczonymi w nim gazami i przegrzanymi roztworami wodnymi, zawieraj�cy liczne pierwiastki i zwi�zki chemiczne, m.in. siarki i metali. Powstaje ona w ogniskach magmowych, kt�re usytuowane s� w g��bokich partiach skorupy ziemskiej, przypuszczalnie na g��boko�ci ponad 6-10 km. Pod wp�ywem ruch�w skorupy ziemskiej oraz innych proces�w zachodz�cych w ogniskach magmowych nast�puje wyci�ni�cie magmy, kt�ra przemieszcza si� w g�rne partie skorupy ziemskiej lub zastyga w postaci lawy na powierzchni Ziemi. Je�li wdzieraj�ca si� magma krzepnie poni�ej powierzchni Ziemi, powstaj� ska�y nazywane ska�ami plutonicznymi lub g��binowymi (intruzyjnymi). Ska�y tworz�ce si� z zastygaj�cej magmy, kt�ra wydosta�a si� na powierzchni� Ziemi, nosz� 23 nazw� ska� wylewnych lub wulkanicznych, (ekstruzyjnych). Wyr�nia si� tak�e ska�y zylowe, kt�re powstaj� w �cis�ym zwi�zku z intruzjami magmowymi. G��binowe ska�y magmowe zastygaj� pod pokryw� starszych ska�. Charakteryzuj� si� struktur� ziarnist�, poniewa� krzepn� powoli, a tworz�ce je minera�y maj� dostatecznie du�o czasu na spokojn� krystalizacj�. W procesie powstawania minera��w ska� magmowych istotn� rol� odgrywaj� sk�adniki lotne, kt�rych ucieczka jest utrudniona. Wp�ywaj� one na przebieg krzepni�cia magmy i sprzyjaj� gromadzeniu si� pierwiastk�w rzadkich (wchodz�cych w sk�ad gor�cych roztwor�w wodnych lub gazowych), co prowadzi do powstawania �y� rudnych. W powolnie zastygaj�cej magmie jako pierwsze krystalizuj� minera�y ciemne, charakteryzuj�ce si� wi�ksz� g�sto�ci� i wy�sz� temperatur� topnienia. Znajduj� si� w�r�d nich minera�y z grupy oliwinu, amfibole, skalenie wapniowe [plagioklazy] i ciemna mika. W nast�pnej kolejno�ci krystalizuj� sk�adniki jasne, takie jak skalenie sodowe, jasna mika i kwarc. Najbardziej rozpowszechnionymi g��binowymi ska�ami magmowymi s� granity zbudowane g��wnie ze skaleni sodowych, kwarcu i miki. Gabra zawieraj� przede wszystkim skalenie wapniowe i pirokseny, natomiast anortozyty zbudowane s� niemal wy��cznie ze skaleni wapniowych [plagioklaz�w]. Syenity s� w istocie granitami pozbawionymi niemal kwarcu. Dioryty s� zbli�one do granit�w, ale w ich sk�adzie przewa�aj� minera�y ciemne. Ska�y wylewne (wulkaniczne) zastygaj� na powierzchni Ziemi, cz�sto w postaci lawy. Podczas erupcji magmy wi�kszo�� lotnych sk�adnik�w uchodzi w przestrze� i dzi�ki temu ska�y szybko krzepn�, za� ich struktura jest zazwyczaj drobnoziarnista lub szklista. Niekiedy trudno jest rozr�ni� poszczeg�lne sk�adniki mineralne. W ska�ach wylewnych cz�sto spotyka si� kuliste pustki pozosta�e po ulatniaj�cych si� gazach; owe pustki s� cz�ciowo lub ca�kowicie wype�nione r�nymi minera�ami. Zjawiskiem typowym na obszarach niedawnej aktywno�ci wulkanicznej s� gor�ce �r�d�a. Najcz�ciej wyst�puj�cymi ska�ami wylewnymi s� bazalty. Powstawa�y one przewa�nie w okresie trzeciorz�du i charakteryzuj� si� ciemnym zabarwieniem, a ich sk�ad mineralny jest zbli�ony do gabra. Fonolity maj� z regu�y szare zabarwienie. Melafiry s� w zasadzie ska�ami bazaltowymi 24 wieku paleozoicznego i mezozoicznego [paleobazalty]. Do ska� wylewnych zaliczane s� tak�e szkliwa wulkaniczne, a przede wszystkim obsydiany. Ska�y �y�owe tworz� si� w szczelinach starszych formacji skalnych i nie osi�gaj� z regu�y du�ej mi��szo�ci. Mog� mie� struktur� zar�wno grubo-, jak drobnoziarnist�. W obr�bie mikroziarnistej masy pojawiaj� si� cz�sto tzw. fenokryszta�y porfirowe [prakryszta�y]. Kryszta�y te tworz� si� przed zastygni�ciem pozosta�ej masy magmy i w zwi�zku z tym s� doskonale wykszta�cone. Ska�y 25 zawieraj�ce tego typu fenokryszta�y nosz� nazw� porfir�w. Do typowych ska� �y�owych zaliczane s� r�wnie� pegmatyty. S� to z regu�y gruboziarniste ska�y typu granitu, kt�re powstaj� w ko�cowym stadium krystalizacji magmy zasobnej w sk�adniki lotne. Pegmatyty obfituj� w liczne pierwiastki rzadkie, kt�re sprzyjaj� mineralizacji kruszcowej oraz krystalizacji cennych kamieni szlachetnych. Nic wi�c dziwnego, �e pegmatyty uznawane s� przez zbieraczy minera��w za szczeg�lnie interesuj�ce formacje skalne. W trakcie r�norodnych proces�w pomagmowych, zachodz�cych po zastygni�ciu magmy, pojawiaj� si� warunki sprzyjaj�ce powstawaniu bogatych z�� mineralnych. �y�y rudono�ne tworz� si� podczas ozi�biania si� gor�cych roztwor�w wodnych [hydrotermalnych] przesyconych gazami i zawieraj�cych substancje mineralizuj�ce. Procesy te, zachodz�ce w przedziale temperatur 20CMK)00C, prowadz� do wype�nienia szczelin i pustek skalnych w g�rnej strefie skorupy ziemskiej. W�r�d pierwiastk�w tworz�cych nagromadzenia w �y�ach rudnych wyst�puj� najcz�ciej: z�oto, srebro, nikiel, kobalt, bizmut, o��w, cynk, mied�, �elazo, arsen, antymon i rt��. �y�y rudne maj� zazwyczaj formy cia� p�askich, ale mog� tak�e tworzy� struktury wyd�u�one lub nieregularne. Najpospolitszym typem z�� �y�owych s� rudy siarczkowe, tzn. �y�y bogate w kruszce siarczkowe. Z�o�a �y�owe zwi�zane s� g��wnie z intruzjami ska� magmowych, a przede wszystkim granit�w. Pierwotne z�o�a kasyterytu [g��wnego minera�u cyny] wyst�puj� w postaci typowych �y� kruszcowych lub te� niekiedy spotykane s� w pegmatytach. Zwi�zane s� one g��wnie z grejzenami, ska�ami z�o�onymi niemal wy��cznie z kwarcu i �yszczyk�w, kt�re powstaj� w stosunkowo wysokich temperaturach rz�du 500-600�C [stadium pneumamatolityczne dyferencjacji magmy]. Pod wp�ywem oddzia�ywania czynnik�w atmosferycznych, wody oraz organizm�w �ywych procesom wietrzenia i erozji ulegaj� ska�y znajduj�ce si� na powierzchni Ziemi. Rozpadaj�ce si� ska�y w postaci drobnych ziarn lub wi�kszych okruch�w s� wymywane i przenoszone przez wod�, a nast�pnie tworz� wt�rne nagromadzenia w rejonach niekiedy bardzo odleg�ych od pierwotnego miejsca ich wyst�powania. Tak powstaj� okruchowe ska�y osadowe. Ogromn� rol� w powstawaniu sedyment�w odgrywaj� organizmy �ywe, zar�wno ro�linne, jak i zwierz�ce [osady organogeniczne]. 26 Wiele gatunk�w fauny morskiej ma cz�ci szkieletowe zbudowane z w�glanu wapnia lub Krzemionki. Po �mierci organizm�w ich szcz�tki szkieletowe gromadz� si� na dnie morskim, tworz�c nast�pnie pot�ne serie osad�w, np. ska� wapiennych. Do cz�sto wyst�puj�cych okruchowych ska� osadowych nale�� m.in. piaskowce z�o�one z ziarn mineralnych lub okruch�w innych ska� scementowanych spoiwem. Ska�y ilaste zbudowane s� z najdrobniejszej frakcji ziarn mineralnych. Ska�y metamorficzne [przeobra�one] mog� powstawa� w wyniku r�norodnych proces�w. Wszystkie ska�y podlegaj� nieustannym przemianom, ale mianem metamorfizmu okre�lane s� zjawiska zachodz�ce pod wp�ywem oddzia�ywania odpowiednio wysokich ci�nie� i temperatury. W zmieniaj�cych si� warunkach �rodowiskowych nast�puje przeobra�enie pierwotnych ska� i ich przekrystalizowanie prowadz�ce do powstawania nowych minera��w. Wi�kszo�� ska� zmetamorfizowanych charakteryzuje si� �upkowat� tekstur�. Do najbardziej rozpowszechnionych ska� metamorficznych zaliczane s� mln. gnejsy, fyllity oraz rozmaite typy �upk�w krystalicznych. W wyniku przeobra�enia pierwotnych ska� magmowych (o niskiej zawarto�ci krzemionki) powstaj� serpentynity i amfibolity. Ska�y mog� ulega� metamorfizmowi tak�e pod wp�ywem wysokich temperatur spowodowanych erupcjami roztopionej lawy. Zachodz�ce w�wczas przeobra�enia ska� nosz� nazw� metamorfizmu kontaktowego [termicznego], a tworz�ce si� minera�y okre�lane s� jako minera�y kontaktowe. Szczeg�lnie podatne na przeobra�enia w strefach kontaktowych s� ska�y osadowe. Minera�y tzw. paragenezy alpejskiej spotykane s� niekiedy w postaci druz [szczotek krystalicznych] wype�niaj�cych pustki i szczeliny skalne. �y�y typu alpejskiego, charakteryzuj�ce si� doskonale wykszta�conymi kryszta�ami r�nych minera��w, szczeg�lnie cz�sto wyst�puj� w rejonie Alp; st�d wywodzi si� ich nazwa. Gor�ce roztwory wodne o temperaturze poni�ej 400�C migruj�ce w�r�d ska� powoduj� powstawanie skupie� typowych zespo��w mineralnych na �cianach szczelin i innych pustek skalnych. 27 Rozdzia� 1 PIERWIASTKI RODZIME Skr�ty: Tw. - twardo��; G - g�sto�� (ci�ar w�a�ciwy); R. - rysa Pierwiastki, poza kilkoma wyj�tkami, rzadko tworz� osobne minera�y. Spo�r�d 109 znanych pierwiastk�w chemicznych zaledwie 22 wyst�puje w postaci czystej, czyli rodzimej. W rzeczywisto�ci jest ich nieco wi�cej, poniewa� niekt�re pierwiastki tworz� r�ne minera�y, np. w�giel mo�e wyst�powa� zar�wno w postaci diamentu, jak i grafitu. Pierwiastki zaliczane do grupy metali lekkich nie tworz� w�asnych minera��w ze wzgl�du na zdolno�� do szybkiego utleniania si� w warunkach naturalnych, co ogranicza mo�liwo�� ich zachowania si� w stanie rodzimym. Og�lnie mo�na powiedzie�, �e im wi�ksza sk�onno�� danego pierwiastka do wchodzenia w zwi�zki chemiczne, tym mniejsze prawdopodobie�stwo naturalnego wyst�powania w czystej postaci. Dlatego na przyk�ad �elazo rodzime spotyka si� w przyrodzie o wiele rzadziej ni� czyste z�oto, chocia� skorupa ziemska zawiera ponad 4% �elaza, z�ota za� tylko niespe�na kilka milionowych procent. Naturalnie stopy mi�dzymetaliczne (np. amalgamaty) ujmowane s� zazwyczaj w systematyce minera��w w grupie pierwiastk�w. 29 Regularny; Tw. 2,5-3; G. 8,4 do 8,9 g/cm3; miedzianoczerwona; po�ysk metaliczny; R. czerwonobrazowa Mied� by�a prawdopodobnie pierwszym metalem u�ytkowanym przez cz�owieka. Przyczyni�o si� do tego zapewne du�e rozpowszechnienie z�� rud miedzi oraz stosunkowo �atwa obr�bka tego metalu. Staro�ytni Rzymianie nadali miedzi nazw� cuprum, wi���c j� z odkryciem w owym czasie z�� na Cyprze. Mied� wyst�puje przede wszystkim w r�nych z�o�ach rudnych, najcz�ciej w zwi�zkach z innymi pierwiastkami, chocia� niekiedy spotykana jest r�wnie� w stanie rodzimym. Zazwyczaj tworzy nieregularne, krzaczasto rozga��zione skupienia kryszta��w. Czysta mied�, podobnie jak wi�kszo�� minera��w zawieraj�cych ten metal, ma zazwyczaj wyra�nie zabarwion� powierzchni�. Jest to najcz�ciej b��kitny nalot azurytu lub ziele� malachitu. Mied� rodzima krystalizuje z roztwor�w hydrotermalnych lub te� w wyniku przemiany siarczk�w miedzi w powierzchniowych partiach kruszcowych �y� rudnych (zwanych stref� cementacji). G��wne z�o�a miedzi rodzimej wyst�puj� w USA (Michigan), Australii, Wielkiej Brytanii (Kornwalia) i w Rosji (Ural). [W Polsce niewielkie wyst�pienia miedzi rodzimej w postaci drobnych, krzaczastych skupie� kryszta��w pojawiaj� si� sporadycznie w Sudetach (m.in. Pog�rze Kaczawskie)]. 30 Regularny; Tw. 2,5-3; G. 9,6 do 12 g/cm3; srebrzystobia�e, ��tawe na powierzchni z br�zowymi, wpadaj�cymi w czer� odcieniami; po�ysk silnie metaliczny; R. srebrzystobia�a Srebro, podobnie jak mied�, wyst�puje nie tylko w zwi�zkach, ale r�wnie� jako czysty metal (srebro rodzime), wykorzystywany przez cz�owieka od najdawniejszych czas�w. Archeolodzy odnale�li srebrn� bi�uterie w grobowcach kr�l�w chaldejskich z czwartego tysi�clecia? p.n.e. Najstarsze europejskie kopalnie srebra, eksploatowane przez Fenicjan i Kartagi�czyk�w, odkryto na terenie dzisiejszej Hiszpanii. W p�niejszym okresie wa�nymi o�rodkami g�rnictwa srebra by�y Saksonia (Freiberg) i Czechy, gdzie wydobywano srebro od VII wieku. Po odkryciu Ameryki importowano srebro z Meksyku i Peru, co spowodowa�o za�amanie si� europejskiego przemys�u wydobywczego. Zdarza�o si�, �e srebro osi�ga�o tak� sam� warto�� jak z�oto, np. w Japonii z�oto i srebro ceniono na r�wni a� do XVII stulecia. Dlatego te� kraje zasobne w z�o�a srebra prze�ywa�y sw�j rozkwit w okresie intensywnej ich eksploatacji. 31 Srebro rodzime wyst�puje zazwyczaj w postaci spl�tanych nitek (drut�w) tworz�cych niekiedy k��bki. Cz�sto r�wnie� tworzy nieregularne p�ytki, blaszki, inkrustacje i skupienia, a tak�e zwarte bry�ki. Regularne kryszta�y s� rzadsze. Czyste srebro powstaje zazwyczaj w wyniku rozk�adu siarczkowych rud srebra, na przyk�ad galeny i argentytu, tworz�c wzbogacenia w strefie utleniania �y� kruszcowych. Najwa�niejsze znane dzi� z�o�a europejskie wyst�puj� w Norwegii (Kongsberg). Poza obszarem Europy najwi�ksze wyst�pienia srebra rodzimego znajduj� si� w Meksyku i Ameryce P�nocnej (Jezioro G�rne), na A�taju w Rosji (Ziemnogorsk). W niekt�rych z�o�ach, np. w okolicy Schneeberg w Niemczech oraz w Peru, znaleziono poka�ne bry�y rodzimego srebra o masie kilku ton. W Jachymovie (Czechy), gdzie jeszcze w XVI wieku wydobywano du�e ilo�ci srebra z bogatych powierzchniowych �y� rudnych, znaleziono nici srebra dochodz�ce do 30 cm d�ugo�ci. Podobne znaleziska stwierdzono w z�o�u Kongsberg (Norwegia). W z�o�ach saskich, przede wszystkim w s�ynnej kopalni Himmelsfurst w okolicy Freibergu, a tak�e w Schneeberg i innych z�o�ach, cz�sto spotykano naturalne p�ytki srebra o d�ugo�ci ponad 40 cm. �wie�o wydobyte srebro rodzime ma wspania��, srebrn� barw� i po�ysk, kt�re jednak szybko znikaj� w kontakcie z powietrzem; srebro w�wczas ciemnieje, pokrywaj�c si� warstw� siarczku srebra. Rodzime srebro jest metalem mi�kkim, dlatego wytwarza si� stopy srebra z innymi metalami, u�ywane do wyrobu monet i w jubilerstwie. R�ne zwi�zki srebra stosuje si� w medycynie i przemy�le fotograficznym. Regularny; Tw. 2,5-3; G. 15,5 do 19,3 g/cm3; z�ocisto��te do bia�awego (w przypadku du�ych domieszek srebra); po�ysk metaliczny; R. z�ocisto��ta do srebrzystej Z�oto jest metalem, kt�ry w historii odgrywa� zawsze ogromn� rol�. Przez ca�e wieki marzenia o z�ocie kojarzy�y si� z wizj� bogactwa i w�adzy. Dlatego te� alchemicy pr�bowali wytworzy� z�oto sztucznie, nie osi�gaj�c jednak w tej dziedzinie sukcesu. Badania archeologiczne wskazuj�, �e kruszec ten by� najprawdopodobniej pierwszym metalem poznanym przez cz�owieka, kt�ry poszukuj�c z�ota w�r�d �wir�w i piask�w rzecznych wzbogaca� stale sw� wiedz� praktyczn�, przydatn� w dalszych odkryciach. Najstarsze zachowane przedmioty ozdobne ze z�ota pochodz� z wczesnej epoki kamiennej. Warto�� z�ota musia�a by� zawsze wyj�tkowo wysoka, poniewa� u�ywano go do wyrobu monet ju� w VII wieku przed nasz� er�. Z�oto wyst�puje w ska�ach zwykle w stanie tak wysokiego rozproszenia, �e nie mo�na go dostrzec go�ym okiem. Tworzy cienkie, mi�kkie blaszki, nitki, rzadziej ziarna oraz bry�ki, kt�re nale�� do prawdziwych rzadko�ci. Najpi�kniejsze p�atki z�ota rodzimego znaleziono w bloku skalnym w pobli�u Krepie w po�udniowych Czechach. Najwi�ksze bry�ki (samorodki) z�ota pochodz� ze z�� w Ameryce P�nocnej oraz ze stanu Wiktoria w Australii, gdzie w pobli�u Ballarat znaleziono w 1869 r. samorodek o masie 85 kg. Je�eli ju� samo z�oto jest rzadko�ci�, to tym wi�ksz� osobliwo�ci� musz� by� wyj�tkowe znaleziska doskonale wykszta�conych o�mio�ciennych lub 32 sze�ciennych kryszta��w. Z�oto nie utlenia si� i w normalnych warunkach nie wi��e si� z innymi pierwiastkami. Dlatego z�oto w przyrodzie spotykane jest zazwyczaj w czystej postaci i bardzo rzadko wyst�puje w stanie zwi�zanym. Z�oto rodzime wytr�ca si� najcz�ciej wprost z gor�cych roztwor�w wodnych lub powstaje w wyniku rozk�adu z�otono�nych siarczk�w, g��wnie pirytu, arsenopirytu i anty monitu, w kt�rych znajduje si� cz�sto jego �lady. Blisko 50% �wiatowej produkcji z�ota pochodzi ze z�otono�nych zlepie�c�w formacji Witwatersrand w Afryce Po�udniowej. Inne wa�ne z�o�a znajduj� si� w Ameryce P�nocnej (np. Mother Lode w Kalifornii), Kanadzie, Australii oraz w Rosji (g��wnie Syberia). W Europie z�o�a z�ota wyst�puj� na terenie Francji, Rumunii i S�owacji. Z�oto wykorzystuje si� nie tylko do wyrobu bi�uterii, ale tak�e do bicia monet, w medycynie i w przemy�le szklarskim. Stopy z�ota znajduj� r�wnie� zastosowanie w technice (np. z��cza) i stomatologii. Rodzimy stop z�ota i srebra, kt�ry wyst�puje w z�o�ach czystego z�ota, nosi nazw� elektrum. Okre�lenie to wywodzi si� od blado��tej barwy przypominaj�cej bursztyn (electrum - bursztyn). Z�oto jest idealnie kowalne i rozci�gliwe. Mo�na je rozku� na tak cienki listek (0,00014 mm grubo�ci), �e stanie si� on prze�wiecaj�cy w barwach ��tozielonych. Z jednego grama z�ota uzyska� mo�na drut (ni�) o d�ugo�ci do 160 m. G�sto�ci� przewy�szaj� z�oto tylko metale z grupy platynowc�w. Poniewa� jednak z�oto jest bardzo mi�kkie, ��czy si� je zwykle z twardszymi metalami, jak mied�, srebro, platyna lub nikiel. [W Polsce z�oto rodzime wyst�puje w ilo�ciach �ladowych na Dolnym �l�sku (m.in. Z�oty Stok, Z�otoryja, Lw�wek �l., Boles�awiec). Szczytowy okres g�rniczej eksploatacji dolno�l�skiego z�ota przypada� na XII-XIV wiek]. 33 Regularny; Tw. 4-4,5; G. 14 do 19 g/cm3 (w stanie czystym 21); stalowosrebrna; po�ysk metaliczny; R. szara Platyna jest jednym z najwa�niejszych i najbardziej warto�ciowych metali szlachetnych wyst�puj�cych w stanie naturalnym. Bywa�o jednak, �e platyn� ceniono ni�ej od srebra, z kt�rym na skutek podobie�stwa j� mylono. Platyna zosta�a odkryta dopiero w XVI wieku w okruchowych z�o�ach z�ota w aluwiach Rio Pinto (obecnie San Juan) w Kolumbii. Nie przyci�ga�a ona uwagi uczonych a� do 1748 r., kiedy to hiszpa�ski podr�nik Ulloa doni�s� o odkryciu "srebra", kt�re nie chce si� topi�. Platyna wyst�puje najcz�ciej w postaci ziaren lub drobnych �usek w�r�d aluwi�w, do kt�rych zosta�a przetransportowana z zasadowych ska� magmowych (o ma�ej zawarto�ci krzemionki). Najwi�ksze �wiatowe z�o�a platyny znajduj� si� w rejonie Sudbury w Ontario (Kanada) oraz na Uralu. Mniejsze z�o�a wyst�puj� w Afryce Po�udniowej i w USA, a tak�e w basenie rzeki San Juan ko�o Bogoty (Kolumbia). G��wne