GROMADA V TLENKI I WODOROTLENKI Zalicza się tu tlenki

GROMADA V
TLENKI I WODOROTLENKI
Zalicza się tu tlenki, wodorotlenki i tlenowodorotlenki, oprócz minerałów grupy SiO2, które
zostały włączone do krzemianów przestrzennych.
W kryształach tych dominuje jonowy charakter wiązań, więc związki te odznaczają się duŜą
twardością, wysoką temperaturą topnienia, małą rozpuszczalnością w wodzie oraz
odpornością na działanie czynników atmosferycznych. Barwa tlenków zaleŜy od rodzaju
kationu. Występują tlenki bezbarwne, barwne i rozmaicie zabarwione.
KLASA 1. TLENKI TYPU M2O I MO
Lód H2O
- tworzy odmiany polimorficzne, zaleŜnie od p i T,
- kryształy szkieletowe, tabliczki lub słupki,
- skupienia ziarniste, zbite, wykwity dendrytowe,
- tw. 1,5; cwł < 1g/cm3,
- bezbarwny, w grubszych skupieniach niebieskawy lub zielonkawy, przezroczysty,
- powstaje wskutek krystalizacji wody w T<0°C.
Cynkit ZnO
- układ heksagonalny,
- kryształy (rzadkie) to kombinacja piramid ze słupami i dwuścianem (001), częste
bliźniaki,
- częściej występuje w skupieniach ziarnistych,
- tw. 4,0; cwł. 5,66g/cm3; łupliwość dokładna, przełam muszlowy,
- barwa krwistoczerwona lub pomarańczowoŜółta, rysa pomarańczowa, połysk
diamentowy,
- minerał stref kontaktowo - metasomatowych (złoŜe Franklin): współwystępuje z
willemitem (Zn2SiO4) i franklinitem (Fe2ZnO4); tworzy się w piecach hutniczych.
Kupryt Cu2O
- układ regularny,
- kryształy izometryczne, przewaga postaci ośmiościennej; takŜe kryształy igiełkowe
lub włókniste,
- tworzy skupienia ziarniste zbite lub ziemiste, w których występują domieszki
wodorotlenków Ŝelaza (ceglasta ruda miedzi) lub wodorotlenkami Ŝelaza i krzemionką
(smolista ruda miedzi),
- tw. 3,5-4,0; łupliwość wyraźna (111), przełam muszlowy,
- barwa czerwona, w odmianach zbitych szaro- lub brunatnoczerwona, rysa brunatnoczerwona, połysk kryształów na świeŜym przełamie – diamentowy,
- występuje w strefie utlenienia.
Tenoryt CuO
- układ jednoskośny,
- kryształy (rzadkie) tabliczkowe,
- skupienia tabliczkowe, drobnoziarniste, zbite i proszkowe, naskorupienia,
- tw. 3,5; cwł. około 6 g/cm3, wyraźna łupliwość, przełam nierówny,
- barwa czarna, szarawoczarna, rysa czarna, zielonkawa, połysk na świeŜych
powierzchniach metaliczny, matowiejący,
- występuje w strefie utlenienia rud miedzi.
KLASA 2. TLENKI TYPU M3O4 I POKREWNE
Grupa spineli
Jest to grupa tlenków zasadniczo dwóch metali A i B, ewentualnie A i C: A2+B23+O4 oraz
A22+C4+O4, gdzie A2+ to Mg2+, Mn2+, Fe2+, Zn2+, Co2+, Ni2+ i Cu2+, zaś B3+ to Al3+, Fe3+, Cr3+ i
V3+, natomiast C4+ to najczęściej Ti4+.
Spinele krystalizują w układzie regularnym, w klasie 48-ścianu. W komórce elementarnej
znajdują się 32 atomy tlenu, czyli 8 atomów typu A i 16 atomów typu B. Atomy te mogą
zajmować miejsca o LK równej 4 (tetraedryczne) lub 6 (oktaedryczne). W tak zwanych
spinelach normalnych 8 kationów A znajduje się w pozycjach tetraedrycznych (których jest
64), natomiast kationy trójwartościowe B zajmują 16 (z 32) pozycji oktaedrycznych. W
spinelach odwróconych natomiast wszystkie kationy dwuwartościowe A oraz połowa
kationów B znajduje się w pozycjach oktaedrycznych, natomiast druga połowa kationów B
wchodzi w pozycje tetraedryczne. Znane są takŜe spinele o pośrednim typie obsadzeń, np.
magnetyt to spinel w 7/8 odwrócony. W jego strukturze 7 kationów Fe3+ oraz jeden Fe2+
obsadzają pozycje tetraedryczne, a pozostałe kationy znajdują się w koordynacji 6.
Spinel MgAl2O4
- kryształy izometryczne z dominacją postaci (111),
- częściej tworzy skupienia ziarniste,
- tw. 7.5-8.0, niewyraźna łupliwość, przełam muszlowy,
- bezbarwny, choć często zabarwiony, połysk szklisty,
- minerał skał magmowych, zwłaszcza stref kontaktowo - metasomatowych; współwystępuje z granatami i piroksenami,
- odporny na wietrzenie przechodzi do osadów mechanicznych (aluwiów).
Gahnit ZnAl2O4
- kryształy izometryczne lub skupienia ziarniste,
- tw. 8.0,
- barwa ciemnej z odcieniem zielonym, niebieskawym, brunatnym; rysa szara,
- występuje w pegmatytach; współwystępuje ze sfalerytem i magnetytem.
Magnetyt Fe2+Fe3+2O4
- często tworzy kryształy (111), (210) i inne, zbliźniaczone wg (111),
- takŜe skupienia ziarniste, zbite oraz wpryśnięcia,
- tw. 5.5, brak łupliwości, przełam muszlowy,
- barwa Ŝelazistoczarna z niebieskimi nalotami, rysa czarna, połysk półmetaliczny,
- silne własności magnetyczne,
- w strefie utlenienia przeobraŜa się w maghemit (γ-Fe2O3), a następnie w hematyt
(α-Fe2O3),
- występuje w skałach magmowych, utworach metasomatowo-kontaktowych,
hydrotermalnych oraz skałach metamorficznych, powstając tam z wodorotlenków
Ŝelaza.
Tytanomagnetyt – minerał z szeregu magnetyt-ulvit Fe2+(Ti4+Fe2+)O4. Powstaje w
skałach magmowych.
Franklinit Fe3+2ZnO4
- tw. 6.0-6.5, niewyraźna łupliwość, przełam muszlowy,
- barwa Ŝelazistocarna, rysa ciemnobrunatna, połysk metaliczny,
- słabe własności magnetyczne,
- współwystępuje z willemitem i cynkitem.
Chromit (Fe,Mg)Cr2O4
- kryształy izometryczne, ośmiościany (111) (rzadkie),
- częściej skupienia ziarniste,
- tw. 5.5, brak łupliwości, przełam nierówny,
- barwa czarna, szara; rysa brunatna; połysk metaliczny; czasem słabo magnetyczny,
- występuje w zasadowych skałach magmowych, współwystępuje z oliwinem i
chromowymi serpentynami, chlorytami i granatami chromowymi.
Inne tlenki tej klasy poza spinelami:
Hausmannit Mn2+Mn3+2O4
- układ tetragonalny,
- kryształy piramidalne, zbliźniaczone tak, Ŝe podobne do ośmiościanów,
- skupienia ziarniste, często pseudomorfozy po innych tlenkach manganu,
- tw. 5.5, dokładna łupliwość, przełam nierówny,
- barwa czarna, Ŝelazistoczarna; rysa brunatna, połysk diamentowy lub metaliczny,
szybko matowiejący,
- często powstaje na drodze przeobraŜenia rodochrozytu MnCO3,
- występuje w utworach hydrotermalnych wysokich temperatur, w strefach kontaktowometasomatycznych oraz utworach metamorficznych.
Chryzoberyl Al2BeO4
- układ rombowy,
- kryształy grubopłytkowe lub słupkowe, często wielokrotnie zbliźniaczone,
- tw. 8.5, łupliwość dobra (001), przełam muszlowy,
- barwa Ŝółta, jasnozielona, szmaragdowozielona, ciemnozielona; połysk szklisty,
- odporny na działanie czynników klimatycznych,
- występuje w utworach pegmatytowych i kontaktowo-pneumatolitowych,
- współwystępuje z berylem, turmalinem, granatami i spinelem.
KLASA 3. TLENKI TYPU M2O3 I POKREWNE
Korund Al2O3
- układ trygonalny,
- kryształy słupowe i tabliczkowe,
- skupienia ziarniste,
- tw. 9.0, brak łupliwości, przełam muszlowy, lub zadziorowaty,
- bezbarwny, choć najczęściej zabarwiony na niebiesko (szafir), czerwono (rubin),
róŜowo, szaro, Ŝółto, fioletowo lub niebieskozielono; połysk szklisty,
- występuje w skałach magmowych i Ŝyłach pegmatytowych,
- odporny na wietrzenie przechodzi do utworów osadowych,
- współwystępuje z magnetytem, diasporem, spinelem i topazem.
Hematyt α-Fe2O3
- układ trygonalny,
- kryształy romboedryczne, płytkowe, tabliczkowe lub słupowe,
- skupienia ziarniste, zbite lub luźne, naskorupienia,
- grubokrystaliczny o barwie czarnej, Ŝelazistej to spekularyt (błyszcz Ŝelaza),
- odmiana łuseczkowa barwy srebrnej to mika Ŝelazna,
- odmiana drobnoziarnista, barwy czerwonej to Ŝelaziak czerwony, natomiast w
skupieniach pylastych – śmietana hematytowa,
- drobno rozproszony często zabarwia skały i minerały na czerwono,
- tw. 5.5-6.0,
-
barwa od czarnej prze srebrną do czerwonej, rysa zawsze wiśniowa,
występuje w skałach magmowych, metamorfizmu kontaktowego i utworach
hydrotermalnych.
Ilmenit FeTiO3
- układ trygonalny,
- kryształy romboedryczne, grubotabliczkowe i słupowe,
- skupienia ziarniste,
- tw. 5-6, niewyraźna łupliwość, przełam muszlowy,
- barwa Ŝelazistoczarna lub ciemnoszara, rysa czarna lub brunatna, połysk
półmetaliczny,
- słabe własności magnetyczne,
- występuje w skałach magmowych (gabra, diabazy), współwystępując z magnetytem i
tytanomagnetytem,
- odporny na wietrzenie przechodzi do osadów (piaski ilmenitowe).
Perowskit CaTiO3
- pseudoregularne kryształy, zbliźniaczone,
- skupienia ziarniste, naskorupienia,
- tw. 5.5-6.0, łupliwość kostkowa,
- barwa szaro-czarna, ciemnobrunatna, Ŝółta; połysk diamentowy,
- występuje w strefach kontaktowo-metasomatowych.
KLASA 4. TLENKI TYPU MO2
Uraninit UO2+x
- układ regularny,
- kryształy izometryczne, często zbliźniaczone,
- skupienia w formie nalotów – czerń uranowa,
- tw. 3-7, brak łupliwości,
- barwa czarna, czarnobrunatna, taka sama rysa, połysk intensywny,
- silnie promieniotwórczy,
- ulega przeobraŜeniu – utlenieniu.
Substancja TiO2 tworzy trzy odmiany polimorficzne: rutyl, brookit i anataz.
Rutyl TiO2
- układ tetragonalny,
- kryształy słupowe zakończone piramidami, często zbliźniaczone,
- kryształy i skupienia igiełkowe, często tworzące wrostki w innych minerałach (kwarc,
biotyt),
- tw. 5.5-6.5, łupliwość dokładna (110), przełam muszlowy,
- barwa brunatnoczerwona, czerwonoczarna, czasem zielonawa, połysk diamentowy
lub tłusty,
- współwystępuje z kwarcem, ilmenitem, hematytem lub magnetytem,
- występuje w skałach metamorficznych, pegmatytach, utworach hydrotermalnych,
- występuje takŜe w skałach metamorficznych (gnejsy, łupki, amfibolity),
- odporny na działanie czynników atmosferycznych, przechodzi do utworów
osadowych,
- jest najtrwalszą odmianą polimorficzną TiO2.
Brookit TiO2
- układ rombowy,
- kryształy tabliczkowe lub słupowe,
- tw. 5.5-6.0, niewyraźna łupliwość,
- barwa ciemnoŜółta, brunatna lub brunatnoczarna, połysk diamentowy,
- w T=700°C przeobraŜa się w rutyl,
- powstaje w pustkach skał magmowych i metamorficznych jako produkt przeobraŜenia
innych minerałów tytanu.
Anataz TiO2
- układ tetragonalny,
- kryształy tabliczkowe i bipiramidalne,
- tw. 5.5-6.0,
- barwa ciemnoŜółta, brunatna, czarna, połysk diamentowy,
- powstaje z rozkładu tlenków Fe-Ti, np. ilmenitu czy tytanomagnetytu,
- występuje w skałach magmowych, metamorficznych i osadowych,
- w T = 800-900°C przechodzi w rutyl.
Kasyteryt SnO2
- układ tetragonalny,
- postać słupowa zakończona bipiramidami, często zbliźniaczone,
- skupienia ziarniste, naskorupienia,
- tw. 6.0-7.0, wyraźna łupliwość, przełam muszlowy,
- barwa i rysa czarna lub ciemnoszara, połysk metaliczny,
- występuje w granitach, grejzenach czy gnejsach, a takŜe w pegmatytach, utworach
pneumatolitowych,
- odporny na działanie atmosferylitów, przechodzi do skał osadowych.
Czernie manganowe MnO2 i pokrewne
Piroluzyt β-MnO2
- skupienia zbite, proszkowe i naskorupienia, konkrecje w skałach osadowych,
- skupienia igiełkowe, pręcikowe, często pseudomorfozy po manganicie,
- tw. 2-6,
- czarny, stalowoszary z niebieskawymi nalotami; rysa czarna, połysk matowy.
Kryptomelan K(Mn4+,Mn2+)8O16
- skupienia zbite, skrytokrystaliczne i proszkowe,
- tw. 6.0,
- barwa stalowoszara lub czarna; rysa brunatnoczarna,
- zmienny skład chemiczny; domieszki Fe2+ i Fe3+ oraz Ba2+.
Hollandyt Ba(Mn4+,Mn2+)8O16
- krótkie słupki, skupienia włókniste i zbite, naskorupienia i powłoki,
- na kryształach wyraźna łupliwość,
- tw. 6.0,
- barwa czarna lub srebrzystoczarna; rysa czarna,
- występuje w strefie wietrzenia; współwystępuje z psylomelanem i wodorotlenkami
manganu oraz kalcytem i barytem.
Psylomelan (Ba, Mn, ....)(O,OH)6Mn8O16
- skupienia zbite, naciekowe, groniaste, dendryty, powłoki skorupowo-koncentryczne,
- tw. 5.0-6.0,
- barwa brunatnoczarna, czarna; rysa brunatnoczarna,
-
występuje w utworach hydrotermalnych (niskich T) oraz w strefie wietrzenia.
Gibbsyt γ-Al[OH]3
- kryształy lub drobne ziarna o pokroju tabliczkowym lub słupowym,
- skupienia blaszkowe, promieniste, naciekowe, oolitowe,
- tw. 2.5-3.5, doskonała łupliwość (001),
- biały jasnoszary, zielonawy, czerwonawy; połysk szklisty lub perłowy,
- w strefie wietrzenia tropikalnego; w laterytach i boksytach,
- w serpentynitach.
Brucyt Mg[OH]2
- kryształy tabliczkowe lub blaszkowe,
- skupienia łuskowe,
- tw. 2.5, doskonała łupliwość (001),
- biały, Ŝółty zielonawy; połysk szklisty lub perłowy,
- w serpentynitach.
Diaspor α-AlOOH
- tabliczki lub słupki; skupienia drobnołuskowe, blaszkowe, naskorupienia,
- tw. 6.5-7.0, doskonała łupliwość (001),
- białawy, zielonawy, Ŝółtobrunatny; połysk szklisty lub perłowy,
- w utworach metasomatowo-kontaktowych i hydrotermalnych, w przekrystalizowanych wapieniach,
- jest składnikiem boksytów.
Boehmit γ-AlOOH
- tworzy niewielkie płytki,
- biały,
- powstaje z przeobraŜenia nefelinu,
- jest składnikiem boksytów.
Goethyt α-FeOOH
- układ rombowy,
- kryształy w postaci spłaszczonych słupków,
- skupienia słupkowe, igiełkowe, pręcikowe lub włókniste, a takŜe zbite, naciekowe
i groniaste, ziemiste i sypkie,
- tw. 5.0-5.5; wyraźna łupliwość; nierówny przełam,
- barwa brunatna w róŜnych odcieniach, od Ŝółtej do czarnej, rysa brunatna,
- często jest domieszką barwiącą minerały i skały,
- w wyŜszych temperaturach przechodzi w hematyt,
- występuje w utworach hydrotermalnych najniŜszych temperatur, w strefie utlenienia
kruszców Ŝelaza.
Lepidokrokit γ-FeOOH
- kryształy płytkowe, skupienia drobnołuskowe, włókniste, naciekowe, groniaste,
- tw. 4.0,
- ciemnoczerwony, ceglastoczerwony z pomarańczową rysą,
- w utworach hydrotermalnych najniŜszych temperatur,
- współwystępuje z goethytem; jest produktem częściowej hydratacji magnetytu
i hematytu.
Wodorotlenki i tlenowodorotlenki manganu mają czarną lub brunatnoczarną rysę.
Wodorotlenki i tlenowodorotlenki Ŝelaza mają rysę brunatno-rudą, zawsze jaśniejszą
od rysy wodorotlenków manganu.
Limonit – to substancja polimineralna, której głównym składnikiem jest goethyt. W skład jej
wchodzi takŜe lepidokrokit, syderoŜel Fe(OH)3, kwarc, wiwianit (fosforan Ŝelaza) oraz
minerały ilaste.
Odmiany limonitu:
- limonit zbity (Ŝelaziak brunatny) – powstaje przez sedymentację w środowisku
morskim lub jeziornym,
- ruda kuchowa – porowaty limonit z duŜą ilością ziaren kwarcu,
- ruda skalista – odmiana lita, nieporowata,
- mydlak – odmiana lita z duŜą ilością opalu,
- ruda darniowa – zbity limonit porowaty, bogaty w wiwianit,
- ruda bagienna i jeziorna,
- ochra, ugier, umbra terra di Siena – skały limonitowe z duŜą zawartością minerałów
ilastych, często zasobne w Mn.
Opracowała: dr hab. Maria Czaja