Vyučující: doc. Zdeněk Losos, doc. Jindřich Štelcl Rozsaha forma výuky: podzimní semestr: 2 hodiny týdně, praktická cvičení Určeno: bakalářský program geologie Předpoklad: řádné ukončení předmětů Mineralogie a Petrologie Ukončení předmětu: klasifikovaný zápočet Forma ukončení: praktické poznávání vzorků minerálů a hornin a prokázání teoretických znalostí ústní formou Podmínky připuštění ke klasifikovanému zápočtu: 100% účast na cvičeních (absence nutno nahradit po domluvě s vyučujícím) Klasifikovaný zápočet: Poznávání 5 vzorků minerálů a 5 vzorků hornin (minerály a horniny vyznačené v sylabu tučně je u zápočtu nutné bezpodmínečně poznat). Znalost odpovídajících teoretických základů z předmětů Mineralogie a Petrologie se ověřuje ústní formou. Neznalost elementárních teoretických poznatků může být důvodem pro neudělení zápočtu!!! G3121,G3121k - Poznávání minerálů a hornin Sylabus A. Určování prvků symetrie a pojmenování krystalových tvarů na modelech, prvky symetrie, krystalografická oddělení souměrnosti (bodové grupy), orientace krystalů, určování a pojmenování hlavních krystalových tvarů na spojkách B. Úvod do praktického studia mineralogických vzorků 1. Reálný vývin krystalů minerálů, habitus a typus krystalů, agregáty krystalů,zonální a sektorová stavba krystalů. Krystalové srůsty. Pseudosymetrie, epitaxe, pseudomorfózy 2. Praktické procvičení hlavních fyzikálních vlastností minerálů: barva, prostupnost světla, lesk, vryp, tvrdost, štěpnost, pružnost, kujnost, hustota, magnetismus, tepelná a elektrická vodivost, luminiscence, radioaktivita. C. Seznam minerálů určených pro praktické poznávání 1. Prvky: zlato, stříbro, měď, grafit, síra 2. Sulfidy: sfalerit, chalkopyrit, pyrhotin, galenit, cinnabarit, pyrit, markazit, arzenopyrit, antimonit, molybdenit 3. Halovce: halit, fluorit 4. Oxidy a hydroxidy: křemen, chalcedon, opál, achát, korund, hematit, ilmenit, rutil, kasiterit, spinel, magnetit, wolframit, limonit (goethit), bauxit 5. Karbonáty: kalcit, siderit, magnezit, dolomit, ankerit, aragonit, malachit, azurit 6. Sulfáty: anhydrit, baryt, sádrovec, scheelit 7. Fosfáty: apatit, pyromorfit 8. Silikáty: nesosilikáty: granáty (pyrop, almandin, spessartin, grosulár, andradit), olivín, zirkon, andalusit, illimanit, kyanit, titanit, staurolit, chloritoid, sorosilikáty: skupina epidotu (klinozoisit, epidot, allanit), vesuvian, cyklosilikáty: beryl, cordierit, sekaninait, skupina turmalínů, inosilikáty: pyroxeny (enstatit, diopsid, hedenbergit, augit), amfiboly(tremolit, aktinolit, hornblend, antofylit, glakufán), wollastonit, prehnit, fylosilikáty: muskovit, biotit, lepidolit, mastek, kaolinit, serpentinová skupina, chlority, tektosilikáty: živce (ortoklas, mikroklin, sanidin, plagioklasy), leucit, nefelín, zeolity (natrolit, stilbit) G3121,G3121k - Poznávání minerálů a hornin 2. Ryzí prvky http://www.pinterest.org 1. Ryzí prvky Ryzí prvky jsou v přírodě poměrně vzácné, většinou se vysyktují ve sloučeninách. K běžnějším patří zlato, stříbro, ryzí měď, grafit a ryzí síra. Kovy rovněž tvoří slitiny. http://www.naturalgoldtrader.com http://www.muzeumvodnany.cz K dalším, avšak mnohem vzácnějším patří: Antimon Arsen Bismut Kadmium Chrom Indium Železo Kovy skupiny platiny – platina, osmium, iridium, palladium, rhodium Olovo Molybden Nikl Rhenium Selen Křemík Tantal Telur Cín Titan Vanad Zinek Rtuť bismut rtuť platina antimon železo arsen olovo Zlato – chemická značka Au Fyzikální vlastnosti: Hustota – 19,3g/cm3, většinou nižší z důvodu příměsi dalších prvků (Ag, Cu aj.) v rozsahu 16-19 g/cm3 Barva – zlatožlutá, stříbrozlatá v případě vyšší příměsi stříbra (elektrum obsah až několik desítek hm. %), načervenalá (příměs Cu) Štěpnost – chybí, lesk kovový-opákní, tvrdost 2,5-3 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp žlutý, dokonalá elektrická vodivost Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení hexaoktaedrické, stejná prostorová grupa jako stříbro, měď, olovo, hliník nebo nikl (F m3m). Vzhled v přírodě: Primární je většinou ve formě mikroskopických až okem viditelných zrn rozptýlených v horninách, rudních či křemenných žilách, vzácněji ve formě plíšků, drátků, ojediněle ve formě krystalů (oktaedry, spojky oktaedrů a hexaedrů, deformované či nedokonale vyvinuté krystaly, kostrovité formy apod.) Sekundárně v náplavech či eluviích ve formě zaoblených zrn, plíšků, nugetů apod. 1. Prvky http://nevada-outback-gems.com http://www.naturalgoldtrader.com http://www.naturalgoldnuggets.com http://www.jhunewsletter.com http://www.mineralatlas.eu http://www.muzeumvodnany.cz Stříbro – chemická značka Ag Fyzikální vlastnosti: Hustota – nejčastěji v rozmezí 10-11 g/cm3 Barva – za čerstva stříbřitě bílá, nabíhá do šeda až černa na povrchu vlivem vzniku sekundárních minerálů Ag Štěpnost – chybí, lesk kovový-opákní, tvrdost 2,5-3 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp světle šedý, stříbrný, dokonalá elektrická vodivost Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení hexaoktaedrické, stejná prostorová grupa jako zlato, měď, olovo, hliník nebo nikl (F m3m). Vzhled v přírodě: Primární je většinou ve formě mikroskopických až okem viditelných zrn rozptýlených v horninách, polymetalických rudních či křemenných žilách, pětiprvková formace, vzácněji ve formě plíšků, drátků, ojediněle ve formě krystalů (oktaedry, spojky oktaedrů a hexaedrů, deformované či nedokonale vyvinuté krystaly, kostrovité formy apod.) V náplavech či eluviích se nevyskytuje vlivem nestálosti na vzduchu. 1. Prvky http:// cz.pinterest.com http:// cz.pinterest.com http:// www.trinityminerals.com http://www.icollector.com http://www.wikipedia.org Měď – chemická značka Cu Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 8,9 g/cm3 Barva – za čerstva červená, hnědočervená, nabíhá do zelena na povrchu vlivem vzniku sekundárních minerálů Cu Štěpnost – chybí, lesk kovový-opákní, tvrdost 2,5-3 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp růžový, dokonalá elektrická vodivost Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení hexaoktaedrické, stejná prostorová grupa jako zlato, měď, olovo, hliník nebo nikl (F m3m). Vzhled v přírodě: Primární je většinou ve formě nepravidelných agregátů, zrn, běžně makroskopických, na polymetalických rudních žilách často ve formě sekundárně vzniklých mas za redukčních podmínek na úkor primárních Cu-minerálů, ojediněle ve formě krystalů (oktaedry, spojky oktaedrů a hexaedrů, deformované či nedokonale vyvinuté krystaly, kostrovité formy apod. – v dutinách bazaltů apod.) V náplavech či eluviích se příliš nevyskytuje vlivem nestálosti za povrchových podmínek. 1. Prvky http://www.atlantismagazine.net https://dangreenbooks.wordpress.com http://www.wikipedia.org http://www.wikipedia.org Grafit – chemická značka C Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 2,1-2,2 g/cm3 Barva – kovově černá, tmavě šedá, ocelově černá Štěpnost – dokonalá dle {0001}, lesk poloko- vový až matný, tvrdost 1,5-2 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp černý, dobrá elektrická vodivost Krystalochemie: Krystaluje v hexagonální soustavě, oddělení dihexagonálně dipyramidální, prostorová grupa P 63/mmc stejně jako jiná forma ryzího uhlíku - lonsdaleit. Jednotlivé vrstvy jsou vázány vázány van der waalsovy silami Vzhled v přírodě: Tvoří mikroskopické šupinky, tabulky, a jejich agregáty či větší masy v meta- morfovaných horninách (metapelity, mramory), vzácně i v magmatických horninách (redukční podmínky), sou- část uhlonosných sedimentů. Větší krystaly jsou výjimečné. 1. Prvky http://www.flickr.com http://nobel.scas.bcit.ca http://www.mindat.org http://www.mindat.org http://www.wikipedia.org http://www.mindat.org Síra – chemická značka S Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 2,5-2,1 g/cm3 Barva – žlutá, žlutavě hnědá nebo šedá, žlutozelená Štěpnost – nedokonalá, lesk skelný až smolný, tvrdost 1,5-2,5 dle Mohsovy stupnice, nemagnetická, vryp bílý, elektricky nevodivá Krystalochemie: Krystaluje v rombické soustavě, oddělení rombicky dipyramidální, prostorová grupa F ddd. V přírodě známo kolem 30 allotropních modifikací (S6,S7, S12, S18 atd.). Jinou formou ryzí síry je rosickýit (mono- klinický, vzácný). Vzhled v přírodě: Tvoří celistvé masy, vrstvy, polykrys- talické agregáty v sedimentárních souvrstvích (evapority - plus sírany Sr, Ba aj.), vzniká ve fumarolách ve vulkanických oblastech. Běžně tvoří krystaly v dutinách, které jsou prů- hledné i neprůhledné o velikostech až několik cm. 1. Prvky http://www.mindat.org http://www.wikimedia.org http://www.zmescience.com www.alibaba.com http://www.mindat.org www.e-rocks.com 2. Sulfidy http://www.pinterest.org Pyrit – chemická značka FeS2 Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 5 g/cm3 Barva – mosazně žlutá, při alteraci nabíhá do hnědé až rezavé Štěpnost – špatná podle {100} a {110}, lesk kovový až matný při alteraci, tvrdost 6,5 dle Mohsovy stupnice, magnetický jen po zahřátí, vryp černý s nádechem do zelena Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení diploidální, prostorová grupa P a3 (stejně jako např kruťait CuSe2, hauerit MnS2, vaesit NiS2 nebo cattierit CoS2 aj.). Na určitých typech ložisek může být zlatonosný. Vzhled v přírodě: Velmi hojný jako celistvé až polykrystalické agregáty, mikro- i makroskopická zrna rozptýlená v horninách, běžné jsou krystaly zarostlé i v dutinách (metamorfované, magmatické i sedimentární horniny, rudní žíly, alpské žíly atd.). Krystaly nejčastěji tvaru krychle, pentagon-dodekaedru, oktaedru a jejich spojky, dvojčata. 2. Sulfidy Bezkyslíkaté sloučeniny většinou kovových prvků se sírou http://www.wikipedia.org http://www.pinterest.org http://www.gemcoach.com http://www.dakotamatrix.com Chalkopyrit – chemická značka CuFeS2 Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 4,1-4,3 g/cm3 Barva – mosazně až medově žlutá, při alteraci nabíhá do zelené, modré. Štěpnost – nevýrazná dle {112}, lesk kovový až matný při alteraci, tvrdost 3,5 dle Mohsovy stupnice, magnetický jen po zahřátí, vryp černý s nádechem do zelena Krystalochemie: Krystaluje v tetragonální soustavě, oddělení tetragonálně skalenoedrické, prostorová grupa I 42d. Někdy mívá příměs selenu, vzácně i Pd nebo Pt. Vzhled v přírodě: Běžný minerál rudních ložisek, zejména polymetalických, rovněž likvační ložiska. Celistvé agregáty, zrna nebo i krystaly v dutinách. 2. Sulfidy http://en.academic.ru http://www.crystalclassics.co.uk http://commons.wikimedia.org Sfalerit – chemická značka ZnS Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 3,9-4,2 g/cm3 podle příměsi Fe Barva – proměnlivá, dle příměsi Fe od černé, přes hnědou, zelenou, žlutou až do červené. Neprůhledný, průsvitný až průhledný. Štěpnost – výborná dle {110}, lesk kovový, skelný až smolný, tvrdost 3,5-4 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp v různých odstínech hnědé. Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení hexa-tetraedrické, prostorová grupa F43m. Běžná je příměs Fe až do 10 i více hm.%, méně pak Cd nebo In (ruda india). Vzhled v přírodě: Běžný minerál rudních ložisek, zejména polymetalických, v asociaci s galenitem, chalkopyritem ad. Celistvé agregáty, zrna nebo i krystaly v dutinách. Vždy patrná výborná štěpnost a výrazný lesk na štěpných plochách. 2. Sulfidy http://www.mindat.org Galenit – chemická značka PbS Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 7,2-7,6 g/cm3 Barva – olověně šedá, ocelová. Neprůhledný Štěpnost – výborná dle ploch krychle, lesk kovový až matný, tvrdost 2,5 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp šedočerný. Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení hexa-oktaedrické, prostorová grupa F m3m . Běžná je příměs Ag, méně pak Zn, Fe, Cd, Sb a Se. Vzhled v přírodě: Běžný minerál rudních ložisek, zejména polymetalických, v asociaci s chalkopyritem, sfaleritem aj. Celistvé agregáty, zrna nebo i krystaly tvaru krychle, oktaedru a jejich spojek v dutinách. Vždy patrná výborná štěpnost dle krychle. 2. Sulfidy http://skywalker.cochise.edu http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu http://skywalker.cochise.edu http://nevada-outback-gems.com Antimonit – chemická značka Sb2S3 Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 4,6 g/cm3 Barva – olověně šedá s namodralým odstínem, neprůhledný, Štěpnost – výborná dle {010}, lesk kovový až matný, tvrdost 2 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp šedý. Krystalochemie: Krystaluje v rombické soustavě, oddělení rombicky dipyramidální, prostorová grupa Pbnm . Běžná je příměs As, méně pak Bi, Fe aj. Vzhled v přírodě: Minerál rudních ložisek, zejména výše temperovaných, polymetalických, v asociaci s dalšími sulfidy nebo sulfoarsenidy apod. Celistvé agregáty, zrna, běžné jsou agregáty sloupcovitých krystalů nebo i jehlicovité až sloupcovité krystaly v dutinách. 2. Sulfidy http://cz.depositphotos.com http://barbaraecristian.blogspot.cz http://barbaraecristian.blogspot.cz http://gamming.com Cinnabarit – chemická značka HgS Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 8,1 g/cm3 Barva – šedá, hnědá, červená, neprůhledný až průhledný, Štěpnost – výborná dle {1010}, lesk až diamantový, tvrdost 2-2,5 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp červený. Krystalochemie: Krystaluje v trigonální soustavě, oddělení trigonálně trapezoedrické, prostorová grupa P 3121 nebo P 3221. Vzhled v přírodě: Minerál epitermálních ložisek spojených s vulkanickou aktivitou popř. alkalických vřídel, v asociaci s antimonitem, realgarem, pyritem ad. Celistvé agregáty, zrna, běžné jsou agregá- ty čočkovitých nebo nízce sloupcovitých krystalů v dutinách spolu s karbonáty, ryzí rtutí atd. 2. Sulfidy http://www.crystalclassics.co.uk http://www.dakotamatrix.com http://showmerockhounds.com Cinnabarit – chemická značka MoS2 Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 8,1 g/cm3 Barva – ocelově šedá, namodralá, neprůhledný,opákní, Štěpnost – výborná dle {0001}, lesk až kovový, tvrdost 1 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp nazelenale šedý. Krystalochemie: Krystaluje v hexagonální soustavě, oddělení dihexagonálně dipyramidální, prostorová grupa P 63/mmc. Vzhled v přírodě: Minerál vysoce temperovaných hydrotermálních žil v asociaci s dalšími sulfidy (pyrit, chalkopyrit aj.). Také jako ruda v porfyrových ložisek, v pegmatitech, greissenech na trhlinách žul. Tvoří hexagonální tabulky, rovněž masy, krystaly do dutin jsou vzácné. 2. Sulfidy http://www.wikipedia.org http://www.dakotamatrix.com http://museum.wales.com http://http://rruff.info/Molybdenite/R050209 Arsenopyrit – chemická značka FeAsS Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 6,1 g/cm3 Barva – cínově bílá až světle ocelově šedá, neprůhledný, opákní, Štěpnost – nevýrazná dle {110}, lesk až kovový, tvrdost 5 dle Mohsovy stupnice, magnetický po zahřátí, vryp černý. Krystalochemie: Krystaluje v monoklinické soustavě, oddělení prismatické, prostorová grupa P 21/c. Bývá zlatonosný. Vzhled v přírodě: Minerál vysoce temperovaných hydrotermálních žil (asociace s Au, Te, Bi), v pegmatitech, skarnech, apod. Tvoří sloupcovité nebo tlustě tabulkovité krystaly do dutin, xenomorfní zrna v horninách atd. 2. Sulfidy http://wikipedia.org http://cz.pinterest.com http://www.mindat.org http://www.mindat.org Markazit – chemická značka FeS2 Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 6,1 g/cm3 Barva – cínově bílá až světle ocelově šedá, neprůhledný, opákní, Štěpnost – nevýrazná dle {110}, lesk až kovový, tvrdost 5 dle Mohsovy stupnice, magnetický po zahřátí, vryp černý. Krystalochemie: Krystaluje v rombické soustavě, oddělení dipyramidální, prostorová grupa Pnnm. Vzhled v přírodě: Minerál některých rudních ložisek, běžný v uhlonosných sedimentech ve formě kopinatých krystalů a jejich srostlic. Někdy také radiálně paprsčité agregáty nebo i celistvý. Na vzduchu nestálý, podléhá rychle přeměnám na sekundární sírany. 2. Sulfidy http:///www.dakotamatrix.com http://www.gemrockauctions.com http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu http://www.gemselect.com Pyrhotin – chemická značka Fe(1-x)S(x=0-0.17) Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 4,6 g/cm3 Barva – bronzová, nahnědlá, neprůhledný, opákní, Štěpnost – nedokonalá, lesk až kovový, tvrdost 3,5-4 dle Mohsovy stupnice, magnetický přirozeně, vryp tmavě šedý. Krystalochemie: Krystaluje v moniklinické soustavě, oddělení prismatické, prostorová grupa A2/a. Vzhled v přírodě: Minerál některých rudních ložisek, například skarnů, likvačních ložisek, běžně masívní, v dutinách tvoří pseudohexagonální krystaly. Na vzduchu nabíhá vlivem oxidačních procesů. 2. Sulfidy http:///www.dakotamatrix.com http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu http:///www.dakotamatrix.com 3. Halovce http://www.pinterest.org Halit – chemická značka NaCl Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 2,17 g/cm3 Barva – bezbarvý, bílý, šedobílý, namodralý, narůžovělý, Štěpnost – dokonalá dle ploch krychle, lesk skelný až matný, průhledný, průsvitný, tvrdost 2,5 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp bílý Rozpustný ve vodě! Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení hexaoktaedrické, prostorová grupa F m3m stejně jako některé další chloridy fluoridy alkalických kovů (např. sylvín KCl, villiaumit NaF). Vzhled v přírodě: Minerál zejména evaporitů v asociaci se sulfáty a karbonáty. Ve formě celistvých mas, polykrystalických agregátů, krápníků, běžné jsou krystaly ve tvaru krychle, někdy kostrovité, modrá barva způsobena deformacemi v krystalické mřížce. 3. Halovce Bezkyslíkaté sloučeniny prvků s halogenindy Fluorit – chemická značka CaF2 Fyzikální vlastnosti: Hustota – kolem 3,1 g/cm3 Barva – bezbarvý, bílý, modrý, zelený, fialový, žlutý, růžový, červený, hnědý, černý, běžně barevně zonální, průhledný, průsvitný Štěpnost – dokonalá dle ploch osmistěnu lesk skelný až matný tvrdost 4 dle Mohsovy stupnice, nemagnetický, vryp bílý Krystalochemie: Krystaluje v kubické soustavě, oddělení hexaoktaedrické, prostorová grupa F m3m Vzhled v přírodě: Minerál zejména hydrotermálních fluoritových žil a ložisek v asociaci s barytem, kalcitem, sulfidy. Hydrotemrální na rudních ložiskách, v dutinách pegmatitů, alpských žilách, ve skarnech, magmatogenní vzácně v pegmatitech a některých alkalických ložiskách spolu s dalšími fluoridy s Al (např kryolit apod.). Celistvý, „vrstevnatý“, polykrystalický, v dutinách krystaly nejčastěji tvaru krychle, v kombinaci s osmistěnem nebo rombickým dvanáctistěnem. 3. Halovce