Minerál

300px

Minerál (lat. , z minera, důl) čili nerost je homogenní přírodní fáze s přesně definovatelným chemickým složením a s vysoce uspořádanou stavbou částic, která je za normálních podmínek krystalická (výjimkou je přírodní rtuť) a která vznikla jako výsledek geologických procesů, případně jako produkt přírodních procesů na jiném kosmickém tělese. +more Může to být prvek nebo chemická sloučenina tvořená krystaly či kvazikrystaly, výjimečně i s amorfní strukturou (např. opál), ale vždy vzniklá přírodním procesem bez zásahu člověka (např. kamenná sůl je krystalický nerost, ale když ji člověk rozpustí ve vodě a nechá opět vykrystalizovat, už nejde o nerost, i když se strukturou i složením jedná o totožné krystaly).

V přírodě je známo přes 5950 minerálů a každým rokem bývá objeveno kolem 120 dalších.

Pojem minerál či nerost využívají vedle mineralogie a geologie i jiné obory, a mohou ho definovat jinak. Odlišnou, širší definici nerostu, používá například hornictví (viz oddíl #Členění nerostů z hlediska hornictví|Členění nerostů z hlediska hornictví). +more Biologie, lékařství a obory související s výživou zpravidla rozumějí pod pojmem minerál jakoukoli anorganickou látku v pevné či tekuté formě včetně pouhých iontů v roztoku (viz oddíl #Minerály v biologii a lékařství|Minerály v biologii a lékařství).

Látky řazené mezi minerály

Vedle látek přesně splňujících definici uvedenou výše se za minerál považují mimo jiné: * rtuť (která je za normálních podmínek kapalná); * některé amorfní látky (např. opál, georgeit, kalciouranoit); * látky pocházející z jiných kosmických těles (Měsíc, Mars, meteority); * homogenní biogenní látky, pokud se na jejich formování podílely geologické procesy (např. +more minerály guana); * led vzniklý přirozeně; * látky vzniklé přeměnou materiálu hald, na stěnách důlních děl atd. následnými přírodními procesy.

Naopak se za minerál se z mineralogického hlediska nepovažují: * voda v kapalném stavu, atmosférické plyny atd. ; * ropa a nekrystalické bitumenní látky (např. +more asfalt); * antropogenní (člověkem vytvořené) materiály, geologickými procesy modifikované antropogenní materiály; * látky vzniklé zásahem člověka do přírody (např. produkty hoření uhelných výsypek); * směsi minerálů, tedy: ** Horniny - obvykle jsou směsí různých minerálů (např. žuly se skládají z křemene, živců, slíd a dalších minerálů); monominerální horniny tvoří sice jediný minerál, ale s nehomogenní strukturou; oproti minerálům horniny obsahují biogenní látky, které nemusí být tvořeny homogenní fází (např. zpevněné či částečně metamorfované ulity měkkýšů či protistů); ** tekuté roztoky minerálních látek. Například tzv. minerální voda (bez usazenin) neobsahuje minerály; jedná se o vodu bohatou na rozpuštěné anorganické látky (soli, ionty)).

Dělení (systematika)

Dle vzniku * primární minerály, které vznikly ve stejnou dobu jako hornina, jejíž jsou součástí; * sekundární minerály, které vznikly až chemickým zvětráváním nebo metamorfózou z primárních minerálů.

Nebo (viz níže stať Vznik) * endogenní minerály, * exogenní minerály.

Podle obsahu kovů: * rudní minerály - obsahují využitelné kovy (např. magnetit), těží se většinou v dolech; * nerudní minerály - neobsahují kovy nebo obsahují jen nevyužitelné kovy (např. +more kamenná sůl); používají se ve stavebnictví, sklářství, energetickém průmyslu, chemickém průmyslu aj.

Podle chemické „složitosti“ * prvky * sloučeniny.

Mineralogické třídění

Systematické třídění minerálů lze provést dle různých fyzikálně-chemických kritérií. Systém používaný v kategorizaci na wikipedii vychází z tzv. +more Strunzova mineralogického systému:.

1. třída: Prvky (elementy) : +morejpg|vpravo|náhled'>zlatý nuget Prvky jsou minerály, které jsou tvořeny pouze jedním chemickým prvkem. Patří sem 20 minerálů, z toho 10 geologicky signifikantních. Dělí se na kovové a nekovové (případně i polokovové). Kovové se dělí na křehké a tvárné. Do této třídy se mineralogicky řadí i minerály tvořené některými sloučeninami: do nekovových karbidy, nitridy, fosfidy a silicidy, do kovových vícekovové přírodní slitiny. : Příklady: měď (Cu), stříbro (Ag), zlato (Au), železo (Fe), síra (S), grafit (C), diamant (C) 2. třída: Sulfidy (sirníky) :pyrit Sulfidy sestávají ze sloučeniny síry (aniont S2−) s kovy nebo metaloidy. K sulfidům patří asi 600 minerálů. Z mineralogického hlediska sem patří i selenidy (obsahující selen; Se2−), teluridy (obsahující tellur; Te2−), antimonidy (obsahující antimon; Sb3−) a bizmutidy (obsahující bismut; Bi3−). : Příklady: galenit (PbS), pyrit (FeS2), sfalerit (ZnS), rumělka (HgS) 3. třída: Halogenidy (halovce) :Je jich asi 140 a sestávají ze sloučenin fluoru (aniont F−), chloru (aniont Cl−), brómu (aniont Br−) nebo jódu (aniont I−) s kationty kovů jako jsou sodík nebo vápník. Mineralogicky sem patří i oxihalogenidy (obsahující i aniont O2−). : Příklady: fluorit (CaF2), kamenná sůl (NaCl) 4. třída: Oxidy a hydroxidy :hematit Sestávají ze sloučeniny kovů nebo nekovů s kyslíkem (aniont O2−) nebo hydroxylovými skupinami (skupiny OH−) vzniká asi 400 oxidů resp. hydroxidů. Mineralogicky se k nim řadí i jodáty (chem. jodičnany; [IO3]3−), vanadáty (chem. vanadičnany a vanadany; i se složitější strukturou aniontového komplexu), arsenity, antimonity a bizmutity (chem. arsenitany; [AsO3]3− resp. antimonitany a bizmutitany) a sulfity, selenity a telurity (chem. siřičitany; [SO3]2− resp. seleničitany a teluričitany) : Příklady: spinel (MgAl2O4), hematit (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), křemen (SiO2), korund (Al2O3), smolinec (UO2), goethit (FeO (OH)) 5. třída: Karbonáty (uhličitany) :Je jich přes 200 a jsou to kyslíkaté soli s aniontovým komplexem [CO3]2−. Mineralogicky se sem řadí i nitráty (dusičnany; [NO3]−) a boráty (boritany; [BO3]3−). Boritany se často vyčleňují do zvláštní třídy (analogicky křemičitanům), protože tvoří z atomů boru a kyslíku i složitější skupinové struktury plošné ([B2O5]4−, [B2O7]2−) či řetězcové ([B2O4]2− až [B6O10]2−) : Příklady: dolomit (CaMg (CO3)2), kalcit (CaCO3), malachit (Cu2CO3(OH)2) 6. třída: Sulfáty (sírany) :anhydrit Sulfátů je asi 300 a jsou to kyslíkaté soli s aniontovým komplexem [SO4]2−. : Příklady: anhydrit (CaSO4), sádrovec (CaSO4 · 2H2O) :Zařazují se sem i chromáty (chromany), molybdáty (molybdenany) a wolframáty (wolframany), tedy sloučeniny kovů s aniontovým komplexem [CrO4]2−, [MoO4]2− resp. [WO4]2−. : Příklady: wulfenit (PbMoO4), wolframit ((Fe, Mn) WO4) 7. třída: Fosfáty (fosforečnany) :Fosfáty jsou kyslíkové soli aniontovým komplexem [PO4]3−. Mineralogicky se sem zařazují i arzenáty (arzeničnany; [AsO4]3−) a vanadáty (vanadičnany; [VO4]3−). Do skupiny patří asi 400 minerálů. : Příklady: apatit (Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)), tyrkys (CuAl6(PO4)4(OH)8 · 5H2O), karnotit (K2(UO2)2(VO4)2 · 3H2O) 8. třída: Silikáty (křemičitany) :Křemičitany představují asi 500 sloučenin, v nichž čtyřstěn [SiO4]4− tvoří základní stavební kámen, buď v izolovaných ostrůvcích po jednom (nesosilikáty), ve dvojicích (Si2O76−; sorosilikáty) i ve složitějších strukturách uzavřených kruhů ([SinO3n]2n− - cyklosilikáty), jednoduchých či dvojitých lineárních řetězců ([SinO3n]2n− resp. [Si4nO11n]6n− - inosilikáty), plošných vrstev ([Si2nO5n]2n− - fylosilikáty) či prostorového skeletu (tektosilikáty). : Příklady: olivín ((Mg, Fe)2SiO4), zirkon (ZrSiO4), andaluzit (Al2SiO5), topas (Al2SiO4(OH, F)2), beryl (Be3Al2Si6O18) 9. třída: Organolity (organické minerály) :Mezi organolity patří minerály tvořené organickými sloučeninami, zejména solemi karboxylových kyselin (mravenčí, octové, citronové, šťavelové a mellitové - formáty, acetáty, citráty, oxaláty a mellitáty), kyseliny (iso)kyanaté (s aniontem OCN− - kyanáty) a thiokyanaté (thiokyanatany s aniontem SCN− - thiokyanáty) a uhlovodíky. : Příklady: mellit.

Vlastnosti minerálů

Minerály mají množství fyzikálních a chemických vlastností, pomocí nichž je lze identifikovat.

Fyzikální vlastnosti

křišťál +morejpg|vpravo|náhled'>vybroušený krystal ametystu, jedné z odrůd křemene Z fyzikálních vlastností se nejprve zkoumá barva, lesk a vzhled (habitus). Pak se určuje tvrdost, specifická hmotnost - hustota a barva vrypu. Štěpnost a lom bývají převážně dobře viditelné zejména na čerstvém úlomku minerálu. Nejčastěji zjišťované fyzikální vlastnosti minerálů jsou: * vzhled krystalu (tím se zabývá krystalografie): ** habitus minerálu ** krystalový tvar ** krystalová soustava * mechanické vlastnosti ** hustota minerálu ** tvrdost minerálu ** pevnost minerálu ** štěpnost minerálu ** dělitelnost minerálu ** lom minerálu ** soudržnost minerálu (křehké, jemné, tvárné minerály) ** pružnost minerálu * optické vlastnosti: ** barva minerálu ** barva a lesk vrypu ** lesk minerálu ** propustnost světla ** lom světla ** reflexe ** dvojlom ** optická jedno- a dvojosovost ** pleochroizmus ** luminiscence * tepelné vlastnosti ** tavitelnost ** žáruvzdornost * fyziologické vlastnosti: ** chuť ** vůně ** omak * magnetické vlastnosti * elektrické vlastnosti * radioaktivita.

Chemické vlastnosti

Chemické vlastnosti jsou základem dělení minerálů (viz výše). Chemické vlastnosti závisejí na chemickém složení a krystalové struktuře. +more Nejdůležitější chemickou vlastností je samotné chemické složení vyjádřitelné formou vzorce.

Při zjišťování chemických vlastností minerálů se zjišťuje, jak se minerály rozpouštějí ve vodě (halit se rozpouští, zlato ne), jak reagují s kyselinami, s roztoky hydroxidu apod. Minerály jako platina, zlato, křemen jsou velmi odolné proti působení kyselin či hydroxidů, některé minerály se rozkládají i při vysoké teplotě (např. +more kalcit se rozpadá na oxid vápenatý a oxid uhličitý).

Chemické podmínky vzniku minerálů a látkové složení zemského tělesa zkoumá geochemie.

Vznik

Minerály mohou vznikat různorodými pochody a za různých podmínek.

Primární vznik

Endogenní minerály

Endogenní (vzniklé uvnitř) minerály vznikají díky uvolňování tepelné energie z nitra Země. Minerály takto vzniklé jsou v širším slova smyslu produkty magmatické činnosti. +more Horniny a ložiska vznikají krystalizací samotného magmatu. Procesy vzniku minerálů probíhají v různých hloubkách při rozličných, ale převážně vysokých teplotách.

Exogenní minerály

Exogenní (vzniklé venku) minerály vznikají při procesech probíhajících díky vnější sluneční energii, která dopadá ve formě záření na zemský povrch. Zdrojem materiálu jsou rozličné horniny a rudy, které se obnažují a rozrušují na povrchu Země. +more Procesy vzniku minerálů se odehrávají v nejsvrchnější části zemské kůry, a to za nízkých teplot a tlaků blízkých atmosférickým, v podmínkách vzájemného působení fyzikálních a chemických činitelů atmosféry, hydrosféry a biosféry.

Sekundární vznik

Vznik zvětráváním

+morejpg|vpravo|náhled'>serpentinit Na všechny minerály a horniny na zemském povrchu působí mnohé rušivé vlivy, které se souborně označují jako zvětrávání. Zvětrávání je složitý komplexní jev a při jeho posuzování je třeba přihlížet k hlavním zvětrávacím procesům, resp. činitelům. Působí pomalu, ale neustále a nezadržitelně. Změnami teploty, účinky mrazu, krystalizací sekundárních solí, přenosem horninového materiálu větrem či vodou se horniny rozrušují mechanicky, oxidem uhličitým a vodou zase chemicky. Značný rušivý vliv mají i biologické procesy.

Zvětrávání způsobuje podstatnou proměnu minerálů. Například živce se mění na kaolin či jiné jílové minerály, olivín se mění na serpentin a zlatožlutý pyrit přechází na hnědý limonit. +more Zvětráváním pyritu se může uvolňovat kyselina sírová, která pak působí na okolí. Jejím účinkem může vznikat například z vápence sádrovec nebo jiné sírany. Podobnými procesy vzniká i vzácný opál. Zvětráváním se mohou vytvořit z jednoho minerálu, například chalkopyritu, sekundární minerály, jako jsou malachit, azurit nebo limonit. Známé krápníkové jeskyně vznikaly také důsledkem zvětrávacích pochodů.

Vznik metamorfózou (přeměnou)

+morejpg|vpravo|náhled'>granát - jeden z nejběžnějších metamorfních minerálů Stejně jako endogenní, tak i exogenní minerální masy prodělávají po svém vzniku za změněných vnějších podmínek různé změny, čímž vznikají nové minerály. Tyto změny se nazývají metamorfóza. Zvlášť velké změny nastávají při tzv. regionální metamorfóze.

Žhavé tekuté magma vystupující z hlubin Země působí i na jednotlivé vrstvy zemské kůry, do nichž proniká. Mění, metamorfuje okolní starší horniny, zejména usazené, buď vysokou teplotou a tlakem, nebo chemickými reakcemi. +more Usazené horniny přitom nabývají jiného vzhledu a jiných fyzikálních i chemických vlastností. Při těchto procesech se tvoří nové, přeměněné (metamorfované) horniny a minerály. Tak vznikají například některé slídy, granáty, kyanit, staurolit a jiné.

Vznik chemickým usazováním

+morejpg|vpravo|náhled'>kalcit - běžný druhotně zkrystalovaný minerál Mnohé minerály se usazují přímo v moři buď odpařením vody, nebo změnou její chemického složení. Takto vznikla ložiska kamenné soli nebo sylvínu. Podobně se tvoří sádrovec, vápenec a některé železné rudy (chamozit nebo tzv. bahenní rudy - limonit).

Biogenní vznik

+morejpg|vpravo|náhled'>markazit Živá příroda nepůsobí na minerály (a horniny) jen rušivě. Může vytvářet i nové nerosty z minerálních látek, které jsou rozpuštěné ve vodě. Například atoly a celé vápencové masivy jsou vlastně produktem živočichů. Nové minerály se mohou tvořit i z rozložených zbytků mrtvých organizmů. Jako příklad lze uvést v současnosti vznikající ložiska fosfátů. Biogenním způsobem může vznikat i síra, ledek, pyrit a markazit.

Parageneze

Jen zřídka se nerost vyskytuje v přírodě samostatně. Téměř vždy ho obklopují další, tzv. +more doprovodné minerály. Takové nerostné společenství se označuje pojmem parageneze. Společný vznik a výskyt nerostů podléhá určitým zákonům. Poznání těchto zákonitostí umožňuje poznat pochody vzniku nerostů. Nalezením jednoho minerálu lze předpokládat existenci dalších, doprovodných minerálů.

Syntetická výroba minerálů

Krystalické látky o přesně známém chemickém složení (které většinou odpovídá nějakému minerálu) se v dnešní době běžně vyrábí synteticky, a to za různými účely. Příkladem je kalibrace analytických přístrojů, při které je cenná vlastnost syntetického materiálu, že je přesně známého složení a struktury, a tedy se dají jeho fyzikální vlastnosti předpovědět pomocí matematického modelování. +more Jinou aplikací umělé krystalické látky je použití diamantu na brusných nebo řezných nástrojích. Přestože syntetické látky nemohou být podle výše uvedené definice minerálem (ten je přírodní), běžně se používají spojení jako syntetický křemen nebo syntetický diamant.

Členění nerostů z hlediska hornictví

Česká hornická legislativa chápe nerosty oproti mineralogickému pojetí v širším smyslu a směšuje pod pojmem nerost minerály i horniny.

Nerosty se z hlediska hornictví člení na vyhrazené nerosty a nevyhrazené nerosty.

Vyhrazenými nerosty jsou podle zákona č. 44/1988 Sb., horního zákona,

radioaktivní nerosty, všechny druhy ropy a hořlavého zemního plynu (uhlovodíky), všechny druhy uhlí a bituminosní horniny, nerosty, z nichž je možno průmyslově vyrábět kovy, magnezit, nerosty, z nichž je možno průmyslově vyrábět fosfor, síru a fluór nebo jejich sloučeniny, kamenná sůl, draselné, borové, bromové a jodové soli, tuha, baryt, azbest, slída, mastek, diatomit, sklářský a slévárenský písek, minerální barviva, bentonit, nerosty, z nichž je možno průmyslově vyrábět prvky vzácných zemin a prvky s vlastnostmi polovodičů, granit, granodiorit, diorit, gabro, diabas, hadec, dolomit a vápenec, pokud jsou blokově dobyvatelné a leštitelné, a travertin, technicky využitelné krystaly nerostů a drahé kameny, halloyzit, kaolin, keramické a žáruvzdorné jíly a jílovce, sádrovec, anhydrit, živce, perlit a zeolit, křemen, křemenec, vápenec, dolomit, slín, čedič, znělec, trachyt, pokud tyto nerosty jsou vhodné k chemicko-technologickému zpracování nebo zpracování tavením, mineralizované vody, z nichž se mohou průmyslově získávat vyhrazené nerosty, technicky využitelné přírodní plyny, pokud nepatří mezi plyny uvedené pod písmenem b).

Ostatní nerosty jsou nerosty nevyhrazené.

V pochybnostech, zda některý nerost je nerostem vyhrazeným, nebo nevyhrazeným, rozhodne Ministerstvo průmyslu a obchodu v dohodě s Ministerstvem životního prostředí České republiky.

Minerály v biologii a lékařství

V biologii a lékařství mají minerály mnohem širší, ale neexaktně vymezený význam. Hovoří-li se o složení organismů, orgánů či buněk nebo o výživě, pojmem minerál se často zkracuje jakákoli anorganická („minerální“) látka, případně pouze chemický prvek, bez ohledu na to, v jaké fyzikální (molekuly, krystaly, ionty) či chemické formě (čistý prvek, ionty, anorganické sloučeniny, zejména soli apod. +more) se vyskytuje. V těchto významech se nepoužívá český ekvivalent nerost.

Obdobně se pojem minerál používá v souvisejících oborech, jako jsou farmacie a potravinářství (minerální doplňky stravy apod.).

Minerály v módě, špercích a esoterice

Lidstvo využívá minerály k ozdobným a rituálním účelům od nepaměti. V pravěku byly minerály využívány k výrobě nástrojů, sošek, jednoduchých šperků a amuletů, které byly vyjádřením moci a ochrany před zlými silami. +more Od těchto dob se jejich využití příliš nezměnilo. I v současnosti nacházejí minerální kameny uplatnění jak v módě (náramky z minerálů, náhrdelníky, náušnice, prsteny aj. ), tak ve spirituální rovině, přičemž tyto oblasti propojují. Pro tyto šperkařské účely se používají neopracované krystaly (např. v napletených náhrdelnících) i minerály opracované do tvarů korálků, oválů, hranolů navlékaných na šňůrkové náramky aj.

V esoterice jsou minerálům přisuzovány také léčivé účinky. Například pestrobarevný achát je považován za nejstarší léčebný kámen vůbec. +more Ametyst (fialová odrůda křemene) byl využíván už ve starověku jako talisman proti následkům nadměrného pití. Pro představitele církve byl symbolem duševní síly a mravní čistoty. V mnoha vírách a v léčitelství se minerálům přikládají nejen léčebné schopnosti (snižování hladiny stresu, zmírňování bolestí hlavy, zlepšení spánku aj. ), ale také přivolání dobrých sil a lásky.

Odkazy

Poznámky

Reference

Literatura

Anthony a kol. : Handbook of Mineralogy. +more Mineral Data Publishing, Tucson, Arizona. ** (1990) Vol. I, ** (1995): Vol. II, Part 1. ** (1995): Vol. II, Part 2. ** (1997): Vol. III. ** (2000): Vol. IV. ** (2005): Vol. V. * J. H. Bernard, R. Rost a kol. (1992): Encyklopedický přehled minerálů. Academia Praha * Čuchrov a kol. : Mineraly, spravočnik. (1960) Tom I: Samorodnyje elementy, Intermetalličeskije Sojedinenija. Karbidy, nitridy, fosfidy. Arsenidy, antimonidy, vismutidy. Suľfidy. Selenidy. Telluridy. Izdatělstvo Akademii nauk SSSR, Moskva. ** (1963): Tom II, vyp. 1: Galogenidy ** (1965): Tom II, vyp. 2: Prostyje okisly. ** (1967): Tom II, vyp. 3: Složnyje okisly, titanaty, niobaty, tantalaty, antimonaty, girdookisly. ** (1972): Tom III, vyp. 1: Silikaty s odinočnymi i sdvojennymi kremnekislerodnymi tetraedrami. ** (1981): Tom III, vyp. 2: Silikaty s linejnymi trochčlennymi gruppami, koľcami i cepočkami kremnekislerodnych tetraedrov. Nauka, Moskva. ** (1981): Tom III, vyp. 3: Silikaty s lentami kremnekislerodnych tetraedrov. ** Smoľjaninova a kol. (1992): Tom IV, vyp. 1: Silikaty se strukturoj, perechodnoj ot cepočečnoj k sloistoj: sliostyje silikaty (kaolinovyje mineraly, serpentinity, pirofillit, taľk, sljudy. Akademkniga, Moskva. ** Smoľjaninova a kol. (1992): Tom IV, vyp. 2: Sloistyje silikaty (smektity, chlority, smešanoslojnyje): sloistyje silikaty so složnymi tetraedričeskimi silikaty. ** Bokij a kol. (1996): Tom IV, vyp. 3: Silikaty, dopolnenija k tomam 3 i 4. Nauka, Moskva. * P. Pauliš: Minerály České republiky. Kuttna, Kutná Hora 2003,.

Související články

Systematická mineralogie * Stavební kámen

Externí odkazy

Nejobsáhlejší portál - minerály, zkameněliny, lokality - [url=http://www. imineraly. +morecz]iMineraly. cz[/url] * [url=http://cnmnc. main. jp/]Aktuální úplný přehled minerálů uznaných IMA[/url] - pod záložkou „IMA list of minerals“ * [url=http://www. velebil. net/mineraly/]Stručně o minerálech[/url] * [url=http://www. mineraly. net/]Vše co chcete vědět o minerálech[/url] * [url=https://rockhound. cz]Fotogalerie minerálů[/url] * [url=http://www. mindat. org/]Největší světová databáze minerálů[/url] * [url=https://web. archive. org/web/20170812103440/https://www. forgym. eu/c/mineraly]Minerály v strave[/url] * [url=http://mineralogie. sci. muni. cz/]Učebnice mineralogie PřF MU[/url].

Kategorie:Petrologie Kategorie:Živiny