Wprowadzenie
Skały składają się z minerałów. Minerał to naturalnie występująca substancja, która zazwyczaj jest stała, krystaliczna, stabilna w temperaturze pokojowej i nieorganiczna.
Istnieje prawie 5000 znanych gatunków minerałów, jednak zdecydowana większość skał powstaje z kombinacji kilku wspólnych minerałów, zwanych „minerałami skałotwórczymi”. Minerałami skałotwórczymi są: skalenie, kwarc, amfibole, mice, oliwin, granat, kalcyt, pirokseny.
Minerały występujące w skałach w niewielkich ilościach są określane jako „minerały akcesoryczne”. Chociaż minerały akcesoryczne są obecne tylko w małych ilościach, mogą one dostarczyć cennego wglądu w historię geologiczną skały, i są często wykorzystywane do ustalenia wieku skały. Wspólne minerały pomocnicze są: cyrkon, monacyt, apatyt, tytanit, turmalin, piryt i inne opaques.
Obfitość i różnorodność minerałów zależy od obfitości w skorupie ziemskiej elementów, z których się składają. Osiem pierwiastków stanowi 98% skorupy ziemskiej: tlen, krzem, glin, żelazo, magnez, wapń, sód i potas. Skład minerałów powstałych w procesach igelitowych jest bezpośrednio kontrolowany przez chemię ciała macierzystego. Na przykład magma bogata w żelazo i magnez będzie tworzyć minerały takie jak oliwin i piroksen (występujące w bazalcie). Magma bogatsza w krzem będzie tworzyć minerały bardziej bogate w krzemionkę, takie jak skalenie i kwarc (występujące w granicie). Jest mało prawdopodobne, że minerał zostanie znaleziony w skale o odmiennej chemii objętościowej w przeciwieństwie do jego własnego; tak więc jest mało prawdopodobne, że andaluzyt (Al2SiO5) zostanie znaleziony w skale ubogiej w glin, takiej jak kwarcyt.
Właściwości fizyczne minerałów
Niektóre minerały są łatwe do zidentyfikowania; inne mogą być rozpoznane tylko przy użyciu mikroskopu petrograficznego lub skomplikowanych technik analitycznych. Do rozróżniania minerałów w próbce ręcznej stosuje się następujące kryteria. Większość minerałów nie może być zidentyfikowana na podstawie jednej konkretnej właściwości, dlatego też zaleca się stosowanie kilku z przedstawionych poniżej kryteriów diagnostycznych. Ręczny obiektyw będzie bardzo pomocny.
Kolor
Kolor jest jedną z najbardziej oczywistych cech minerału, ale generalnie nie jest najbardziej użyteczną cechą diagnostyczną. W zależności od zanieczyszczeń, poszczególne typy minerałów mogą występować w ogromnej różnorodności kolorów. Na przykład, rubin i szafir są różnie zabarwionymi odmianami minerału korundu (Al2O3). Czerwona barwa rubinu wynika z obecności pierwiastka chromu. Szafiry mogą występować w szerokiej gamie kolorów; najbardziej znanym kolorem jest niebieski, ale znane są również odmiany żółte, pomarańczowe, zielone, różowe, pomarańczowe i brązowe. Granaty również mogą występować w szerokiej gamie kolorów, w zależności od ich składu. Można je znaleźć praktycznie w każdym kolorze, chociaż niebieskie granaty są wyjątkowo rzadkie. Dlatego zaleca się, aby nie polegać wyłącznie na kolorze w celu identyfikacji minerału.
Sposób występowania kryształów
Sposób występowania kryształów odnosi się do charakterystycznego kształtu jednostki mineralnej (albo pojedynczego kryształu lub agregatu kryształów). Kryształy z dobrze rozwiniętymi ścianami są określane jako „euhedral”; na przykład kryształy granatu są często euhedral. Minerały mogą również występować jako skupiska kryształów; na przykład azbest występuje zwykle jako skupisko bardzo drobnych włókien. Poniższa lista podaje przykłady różnych zwyczajów krystalicznych oraz przykłady pospolitych minerałów, które mogą wykazywać każdy ze zwyczajów.
Acicular – igiełkowate, np. natrolit, rutyl
Bladed – ostrokątne, smukłe i spłaszczone, np. kyanit
Botryoidal – masy przypominające winogrona, np. hematyt, malachit
Kolumnowe – długie, wysmukłe pryzmaty, np. kalcyt, gips
Kubiczne – sześcianowe, np. piryt, galena, halit
Dendrytyczne – drzewiaste, rozgałęziające się w wielu kierunkach, np. piroluzyt, miedź rodzima, srebro rodzime
Włókniste – bardzo wysmukłe pryzmaty, np. azbest, tremolit
Foliowana lub płytkowa – budowa warstwowa, rozpada się łatwo na bardzo cienkie blaszki, np. muskowit, biotyt
Granularna – skupienia kryształów, np. bornit, scheelit
Heksagonalna – sześcioboczna, np. kwarc, hanksyt
Masywna – brak wyraźnego kształtu, np. turkus, realgar
Oktaedryczny – ośmioboczny, np. diament, magnetyt
Płaski – płaski, tabletkowaty kształt, np. wulfenit
Pryzmatyczny – wydłużony, przypominający graniastosłup, np. turmalin, beryl
Radialny lub gwiaździsty – promieniujący na zewnątrz od centralnego punktu, gwiaździsty, np. wavellit, pirofyllit