Ako určovať nerasty

Pre väčšinu ľudí je kameň ako kameň a skala ako skala. Takíto ľudia nevidia, lepšie povedané nevšímajú si, že kamene a skaly sú od seba odlišné. Správne určovanie minerálov a hornín voľným okom a základnými pomôckami však nie je až taká jednoduchá záležitosť ako by sa na prvý pohľad zdalo. Pravda je taká, že dobre určiť minerály a horniny dokáže prakticky len človek s dlhodobou praktickou skúsenosťou a dlhodobým záujmom o mineralógiu a petrológiu. Takýto človek spozná minerál, či horninu už, ako sa povie „podľa ksichtu“, teda inými slovami používa metódu „pozriem a vidím čo to je“. Ale samozrejme „aj majster tesár sa utne“, teda aj v prípade skúseného mineralóga a petrológa môže niekedy dôjsť k nesprávnemu určeniu vzoriek nerastov. V živote je to však tak – čítaním sa zdokonaľujeme v čítaní, spievaním v speve, šoférovaním v šoférovaní... V prípade určovania nerastov je to presne také isté – „cvik robí majstra“. Nič však nie je nemožné, ani určovanie nerastov. Pozrime sa teda aké sú metódy ich určovania.

            Nerastmi súborne nazývame dve základné zložky abiotickej (neživej) prírody: horniny a minerály. Základom je teda najprv odlíšiť či ide o jedno, alebo druhé.

Horniny sú obyčajne tvorené viacerými minerálmi (napr. granit sa skladá z kremeňa, živcov a sľúd), ale poznáme aj monominerálne horniny, ktoré tvorí iba jeden minerál (napr. čistý mramor je zložený z kalcitu). Tieto horninotvorné minerály sú spravidla odlíšiteľné voľným okom. Veľké množstvo hornín tak možno spoznať podľa minerálneho zloženia a charakteristickej textúry – vonkajšieho vzhľadu, ktorý je zapríčinený usporiadaním minerálov. Niekedy sú však jednotlivé horninotvorné minerály takých malých rozmerov, že hornina vyzerá ako jednoliaty kus sivej, čiernej, alebo aj inej farby. Vtedy už musí prísť k slovu mikroskop. Z horniny sa vyreže ultra tenký priesvitný plátok, ktorý sa nalepí na sklíčko, vyleští sa. Takto pripravenú vzorku - preparát, ktorú nazývame výbrus potom sledujeme v polarizačnom mikroskope, kde určíme minerálne zloženie a mikrotextúru horniny.

 

 

Podľa spôsobu vzniku poznáme tri základné typy hornín sedimentárne, magmatické a metamorfované. Tieto tri typy sú odlíšiteľné podľa určitých textúrnych znakov.

Sedimentárne horniny môžu vznikať hromadením úlomkov minerálov, príp. preexistujúcich hornín, ktoré vznikli zvetrávaním zemského povrchu. Takýmto horninám hovoríme klastické (klast = úlomok). Takéto úlomky môžu byť ostrohranné (brekcie), alebo zaoblené (zlepence). Jednotlivé úlomky môžu mať rozličnú veľkosť od prvých metrov po mikrometre. Klastické horniny majú vždy dva ekvivalenty: nespevnené (napr. piesok a štrk), ktoré sa geologickými pochodmi časom menia na spevnené (v tomto prípade pieskovec a zlepenec). Charakteristickým znakom klastických hornín je teda v prvom rade prítomnosť úlomkov hornín (ktoré sú v prípade spevnených sedimentov spevnené jemnozrnnou hmotou), ich vrstevnatosť (poradie ako na seba jednotlivé vrstvy úlomkov ukladali), prítomnosť skamenelín živočíchov a rastlín (nie vždy, skameneliny sa všeobecne zachovávajú v jemnozrnnejších sedimentoch). Iný typ sedimentárnych hornín vznikal usadzovaním kalov na dne morí (vápence a dolmity). V tomto prípade nepozorujeme úlomky hornín, pomerne často sa však možno stretnúť so skamenelinami morských živočíchov (vo veľmi plytkovodnom prostredí aj rastlín). Niekedy možno pozorovať aj vrstevnatosť. Sedimentárne horniny (organogénne) vznikajú nahromadením vápenatých, alebo kremitých schránok organizmov (makroskopicky viditeľné schránky ale aj schránky viditeľne len pod mikroskopom).

 

 

 

 

 

Magmatické horniny vznikajú vo veľkých hĺbkach pod povrchom pomalým tuhnutím magmy (hlbinné, alebo vyvreté horniny). Tieto horniny sú tvorené rôznymi minerálmi a hornina má obyčajne hrubozrnný charakter – nedokonalé kryštály (resp. zrná) minerálov dosahujú veľkosť od 3-4 mm až po niekoľko centimetrov a navzájom  sa dotýkajú. Magma sa cez zlomy v zemskej kôre niekedy dostáva na povrch (vulkanická činnosť), kde sa rozteká (láva). Tuhnutím lávy vznikajú výlevné (vulkanické) horniny. Tieto sú obyčajne menej zrnité ako hlbinné, pričom väčšie výrastlice minerálov plávajú v jemnozrnnej hmote (napr. andezit), niekedy možno pozorovať štruktúru tečenia -orientáciu výrastlíc minerálov v jednom smere (smer tečenia tuhnúcej lávy). Lávy často obsahujú veľa plynov, ktoré na zemskom povrchu z nich pri tuhnutí unikajú. V hornine tak ostanú voľné priestory – bublinky a dutiny rôzneho tvaru, ktoré môžu ostať prázdne, alebo sa môžu vyplniť inými minerálmi (napr. kremeňom – varieta achát). Niektoré vulkanické horniny (bazalt) sú extrémne jemnozrnné a voľným okom v nich iba zriedka možno pozorovať jednotlivé horninotvorné minerály.

 

 

 

 

Metamorfované (premenené) horniny vznikajú pri zložitých geologických procesoch, ktoré sú obyčajne spojené so zrážkami litosferických dosiek a následným vrásnením pohorí. Obrovské oblasti zemskej kôry sú vtedy prikryté inými segmentmi kôry, čím sa dostávajú do veľkých hĺbok, kde sú vystavené vysokým teplotám a tlakom. Horniny (napr. granit), ktoré si normálne existovali na zemskom povrchu neveľmi dobre znášajú tieto nové podmienky a musia sa im nejako prispôsobiť. Premenia sa teda na iné horniny. Táto premena (metamorfóza) spočíva v tom, že pôvodné minerály sa podľa smeru tlaku usporiadajú v jednom smere (prednostné usporiadanie) a pôvodné minerálne zrná obyčajne nadobudnú predĺžený tvar. Niekedy sa niektoré pôvodné minerály rozpadnú a produktom ich rozpadu sú nové (novotvorené) minerály. Metamorfóze podliehajú sedimentárne, magmatické aj staršie-preexistujúce metamorfované horniny. Granit sa tak mení na rulu, bazalt na amfibolit, jemnozrnné klastické sedimenty na fylity a svory a vápence na mramor. Pôsobením tlaku hornina niekedy zbridličnatie a štiepe sa ako sedimentárne bridlice. V tomto prípade však hovoríme o metamorfnej foliácii. Pri metamorfóze často dochádza aj k oddeleniu svetlých a tmavých minerálov a hornina nadobúda prúžkovaný vzhľad (tak isto prejav metamorfnej foliácie).

 

 

 

 

_____________________________________________________________________________________

 

Minerál je definovaný ako prírodná látka, ktorá má v celom svojom objeme rovnaké vlastnosti, rovnaké chemické zloženie a je definovaná určitou štruktúrou (vnútorné usporiadanie atómov a molekúl). Veľmi zovšeobecnene možno povedať, že minerály (teraz vynechajme horninotvorné minerály) sa v prírode vyskytujú v puklinách, dutinách i na povrchu hornín. Horniny zemskej kôry teda možno v istom zmysle chápať aj ako „životné prostredie“ minerálov.

Pri jednoduchom určovaní minerálov si musíme veľmi dobre všímať súbor fyzikálnych vlastností minerálov, ktoré nazývame diagnostické znaky. Pri takýchto pozorovaniach veľmi pomôže používanie lupy (najlepšie zväčšenie 8 – 10 x), tak môžeme sledovať vzorku a jej vlastnosti detailnejšie.

V prvom rade si všímame lesk minerálov. Všimneme si, či je minerál kovovolesklý, alebo nemá kovový lesk. Kovovolesklé sú sulfidy, resp. ich absolútna väčšina (pyrit, galenit, chalkopyrit...). Nekovolesklé sú ostatné minerály (sírany, oxidy, silikáty...) a niektoré sulfidy (cinabarit, sfalerit). V tomto prípade rozoznávame viaceré typy lesku, napr. diamantový lesk sfaleritu, sklený lesk kremeňa, perleťový lesk sľúd a pod.

Dôležitou vlastnosťou je farba minerálu. Veľa minerálov je bezfarebných, alebo môžu mať rovnakú farbu, no niektoré minerály majú svoju charakteristické sfarbenie: napr. modrý azurit, zelený malachit, olovenosivý galenit, ružový rodonit, žlté zlato (kovovolesklé) a síra (nekovovolesklá), červený cinabarit..... Sfarbenie jedného a toho istého minerálu sa však môže diametrálne meniť. Fluorit a apatit môžu byť bezfarebné, zelené, fialové, žlté; kremeň má tak isto svoje farebné variety: číry krištáľ, fialový ametyst, žltý citrín, hnedá záhneda, čierny morión a ružový ruženín (stále je to však len kremeň).

Ale pozor – oxidáciou sa povrch niektorých minerálov môže pokryť vrstvičkou oxidačných produktov a v tomto prípade sa lesk mení (stráca), a tak isto dochádza aj ku farebnej zmene povrchu minerálu. Niektoré diagnostické vlastnosti vždy sledujeme len na čerstvom lome minerálu.

 

 

V niektorých prípadoch je dobrým diagnostickým znakom farba vrypu. Vzorku minerálu otierame o drsnú, neglazúrovanú bielu, alebo čiernu porcelánovú doštičku a všímame si sfarbenie čiary ktorú na doštičke minerál zanecháva. Biele, alebo bezfarebné minerály zanechávajú vždy bielu čiaru, takúto čiaru však zanechávajú aj sfarbené minerály, napr. zelený fluorit, alebo ružový rodochrozit. Farba vrypu niektorých minerálov je zhodná s farbou minerálu, napr. zelený vryp malachitu, modrý vryp azuritu, čierny vryp magnetitu, červený vryp cinabaritu. Niekedy sa ale farba vrypu líši od farby minerálu: žltý pyrit zanecháva čiernozelenú farbu vrypu, čierny hematit má višňovočervenú, resp. červenohnedú farbu vrypu, čierny volframit hnedú farbu vrypu a čierny kasiterit má takmer bezfarebný vryp.

 

 

Ďalším diagnostickým znakom je štiepateľnosť (lom) minerálu. Väčší kus minerálu sa po údere rozpadne na menšie kusy, ktorých tvar závisí od toho, v ktorej kryštalografickej sústave minerál kryštalizuje. Kubický galenit sa rozpadne na malé kocky, alebo kvádriky; trigonálny kremeň sa rozpadne na klence. Niektoré minerály majú zlú štiepateľnosť a rozpadávajú sa na ostré kúsky častú lastúrnatého tvaru (vtedy hovoríme o lome). Z kryštalických minerálov je takýto napr. granát, alebo kremeň, z amorfných minerálov (neusporiadaná vnútorná štruktúra) opál.

Veľmi dôležitou vlastnosťou minerálov je ich tvrdosť. V mineralógii sa často používa tzv. vrypová tvrdosť, čo je odpor minerálu proti vnikaniu cudzieho telesa. Rôzne minerály majú rôznu tvrdosť – tvrdší minerál rýpe do makšieho. Etalóny tvrdosti sú usporiadané do tzv Mohsovej tabuľky tvrdosti (od najmäkšieho po najtvrdší): 1-mastenec, 2-sadrovec (alebo halit), 3-kalcit, 4-fluorit, 5-apatit,  6-živec, 7-kremeň, 8-topás, 9-korund, 10-diamant. Tvrdosť možno teda zistiť rýpaním etalónu do vzorky minerálu a pritom sledovať či etalón vo vzorke zanecháva stopu, alebo nie. Minerály do tvrdosti 2,5 možno rýpať nechtom, do tvrdosti 3,5 medenou mincou, alebo drôtom, do tvrdosti 5,5 sklom, do tvrdosti 7 oceľovým nožíkom.

Je dobré ak minerál tvorí dokonalé kryštály. Tvar kryštálov môže napomôcť k určeniu minerálov (zaradenie do konkrétnej kryštalografickej sústavy). Na to však človek musí byť aspoň trochu podkutý v kryštalografii (a to je pomerne náročná veda).

 

 

Okrem týchto vlastností si môžeme všímať či je minerál magnetický, ak máme poruke obyčajný jednoduchý voltmeter zistíme jeho vodivosť, minerály obsahujúce U a Th sú rádioaktívne a intenzitu žiarenia zisťujeme rádiometrom. Niektoré minerály vykazujú v UV žiarení luminiscenciu. Farba luminiscencie minerálu závisí od jeho zloženia, no môže sa meniť vplyvom rôznych prímesí. Chemické zloženie minerálov sa zisťuje na rôznych, zložitých prístrojoch.