Anorthit

3.5.3 Oxider og hydroxider

Ice (H2O) er en fast fase af vand ved en temperatur på 0 °C og krystalliserer som et hexagonalt mineral med en massefylde på 0.9175 g/cm3 og flyder på vand. Snefnuggene dannes ved sublimering (fra vanddamp og ikke fra vand) og krystalliserer i den sekskantede krystal i form af sekskantede stjerner. De fire gasgiganters planeter i det ydre planetsystem består hovedsageligt af vand-is og gas.

Kvarts (SiO2) er de mest almindelige polymorfe modifikationer af siliciumdioxid i bjergarter. Den krystallinske siliciumdioxid forekommer i flere polymorfe alfa-modifikationer i bjergarter: tridymit og cristobalit, hver med en anden ustabil betamodifikation. De forskellige krystalliserede SiO2 forekommer i op til 12 polymorfe modifikationer afhængig af temperaturen. Omdannelsen af en modifikation til en anden er en ekstremt langsom proces. Nogle gange kan både polymorfe modifikationer ved højere og lavere temperatur være stabile i løbet af et vist tidsrum. Kvarts (fig. 3.5) krystalliserer i det hexagonale system og findes ofte i naturen i krystalform som vist i fig. 1.23. Kvarts er mest almindelig og rigeligt til stede i sedimenter af kiselbjergarter, sure intrusiv- og årebjergarter samt de fleste metamorfe bjergarter (mylonit, kvartsit, phyllit, glimmer og grøn skifer, gnejs og granulit).

Opal (SiO2-nH2O) er en mineraloid (amorf mineral) af uregelmæssige former og er hvid i farven. Farven skifter til gul, grå, brun eller rød ved tilstedeværelse af urenheder. En særlig type opal bliver ædel, dvs. karakteriseret ved fantastiske strømme af blågrå og hvide farver. Opal udskilles fra varme kilder og gejsere. I sedimentære bjergarter, især kalksten, dannes opal af karbonat og udskilles fra opløsninger, der indeholder silicium. Opal kan forekomme som et sekundært mineral under forvitringsprocessen af primære silikatmineraler, basiske og ultrabasiske magmatiske bjergarter. Skeletterne af alger, kiselalger, kiselsvampe og radiolarier er sammensat af opal, og med deres aflejring og diagenese danner de kiselholdige sedimentære bjergarter.

Chalcedon er en fibrøs type kryptokrystallinsk kvarts, der danner en meget tæt nyrelignende klynge. Den er sammensat af tynde parallelle og lineært arrangerede aggregater af fibrøse krystaller, der normalt viser røntgenstrukturelle træk af β-kvarts. Den har et voksagtigt og blankt udseende og kan være hvid, grå, lyserød, gullig, gullig, mørkebrun til sort farve. Den gullige og røde farve chalcedon betragtes som halvædelsten. Chalcedon er en hyppig bestanddel i siliciumsedimenter, dvs. chert (tabel 6.7) og radiolarit. Chalcedon opstår typisk ved ekstraktion fra vandige opløsninger, der indeholder siliciumsyre. Opal er dannet af en opløsning af siliciumdioxid og vand. Vandet perkolerer ned gennem jorden og opsamler siliciumdioxid fra sandsten. Den silikatrige opløsning sætter sig i sprækker og hulrum, omkrystalliserer sig og fremstår som faste uregelmæssige masser, konkretioner, linser og knuder. Den kan dannes i kalksten som fyldning af hulrum og i de klippegrundlæggende vulkanske eller ekstrusive bjergarter.

Agate er en variant af kalcedon med modificeret tynd lamina eller lag af forskellige farver (fig. 3.1). Agat med de sorte og hvide laminer er kendt som onyx. Tæt og uigennemsigtig type kalcedon med blandinger af jernbrunrød farve kaldes jaspis og bruges til fremstilling af smykker.

Korund (Al2O3) er en krystallinsk form af aluminiumoxid og har spor af jern, titan og krom. Det er et bjergartsdannende mineral og klare gennemsigtige naturmaterialer. Det kan have forskellige farver ved tilstedeværelse af urenheder. De gennemsigtige røde farvevarianter er kendt som rubin og anvendes som ædelstene af høj værdi. Korund med alle andre farver kaldes safir. Den kan ridse næsten alle andre mineraler på grund af sin ekstreme hårdhed. Den rene korund har en hårdhed på 9 på Mohs hårdhedsskala. Det bruges almindeligvis som slibemiddel, lige fra sandpapir til store maskiner, til bearbejdning af metaller, plast og træ. Korund forekommer som et mineral i glimmerskifer, gnejs og nogle marmorarter i metamorfe terraner. Det forekommer også i syenit og nefelinsyenit med lavt silicaindhold i intrusivitet. De andre forekomster er som masser, der støder op til ultramafiske intrusiviteter, i forbindelse med lamprofyre-diger og som store krystaller i pegmatitter.

Gibbsit er et aluminiumhydroxid, der er kendt som “hydrargillit” eller “hydrargyllit” og krystalliserer i det monokliniske system. Det findes sjældent i ren tilstand og er ofte blandet med boehmit, kaolinit, hæmatit og limonit i bauxit og laterit, dvs. som en mulig kilde til aluminium.

Boehmit γ-AlO(OH) eller böhmit er et aluminiumoxid-hydroxidmineral, og alumogel er en amorf gel Al(OH)3. Det forekommer sammen med gibbsit som de vigtigste mineralske bestanddele i bauxit og laterit.

Hæmatit (Fe2O3) (Fig. 1.40) og magnetit (FeO-Fe2O3) er meget almindelige, men normalt mindre vigtige bestanddele i mange bjergarter. Magmatiske og hydrotermiske processer kan dog danne store forekomster af disse mineraler, der er egnede til jernmalmudvinding.

Goethit er jernhydroxid, der dannes som amorfe klynger og er kendt som limonit. Limonit er en brun jernmalm, der er dannet på grund af slid af jernmineraler. Limonit omfatter amorfe Fe-hydroxider med varierende mængder vand.

Limonit findes i mange bjergarter, der giver den brune, gule eller lysebrune farve. Det udvikler sig typisk som et produkt af kemisk forvitring af mange mineraler, der indeholder Fe2+ eller jernholdigt jern. I oxidationsprocessen oxideres det i det trivalente jern Fe3+, hvilket er kendt som en limonitiseringsproces. Limonitisering er godt synlig i gulbrun farve i nyligt afbrudte grøngrå sten langs og omkring sprækker. Den brune, gule eller rødbrune farve i ler og mange andre bjergarter stammer fra limonit. Limonit over hæmatit- og sideritaflejringer danner ofte en forvitringsskorpe og er kendt som “jernhatten”. Limonit og goethit er vigtige kilder til jern- og nikkelmalm af lav kvalitet. Okker eller okker er et naturligt lerjordspigment, der er en blanding af jernoxid og varierende mængder af ler og sand. Farven varierer fra gul til dyb orange eller brun.

Kromit (FeO-Cr2O4) er et jernkromoxid (fig. 1.37) og ilmenit (FeO-TiO2) er et titanium-jernoxidmineral. Disse mineraler er vigtige malme af krom og titan og er ofte bestanddele af sten i mindre mængder. Chromit og ilmenit krystalliserer ved høje temperaturer intrusiv magma i den indledende fase af krystallisationen og findes som regelmæssige bestanddele af mafiske og ultramafiske bjergarter.

Rutil (TiO2) krystalliserer i det tetragonale system og findes almindeligvis i form af stav- eller nålekrystaller. Farven varierer mellem mørkerød og sort. Det forekommer normalt i regional metamorfisme og er forbundet med krystallinske skiferier (gnejs, glimmerskiferier, phyllit og amfibolitter). Rutil er et almindeligt mineral i klastiske sedimenter og sedimentære bjergarter (sand/sandsten), med høj modstandsdygtighed over for forvitring. Rutile forekommer i betydelige mængder i flod- og offshore-aflejringer sammen med guldkoncentratet. Rutile er almindeligt i sure magmatiske bjergarter som et sekundært mineral.

Pyrolusit er et manganoxidmineral (MnO2) og krystalliserer i det tetragonale system. Det er normalt placeret i bånd- og nåleaggregater med mørkegrå til sort farve. Det er dannet af hydrotermisk og sedimentær oprindelse. Pyrolusit er en udbredt og vigtigste malm af mangan.

Pilomelan (MnO-MnO2-nH2O) er en kolloidal modifikation af manganoxid med vand. Det forekommer som nyrelignende klynger. Det findes ofte i form af tynde skorper, belægninger og dendritter i lagoverflader eller sprækker i forskellige bjergarter, især kalksten. Mineralets farver er jernsort eller blå-sort, mens værtsbjergarterne, der indeholder psilomelan, er mørkegrå eller sorte i farven. Psilomelan stammer fra vandige opløsninger beriget med mangan som et produkt af overfladeforvejring af forskellige manganholdige mineraler.

Spinel (MgO-Al2O3) er et medlem af isomorfe blandinger af forskellige Al3+-, Fe3+- og Cr3+-spineller. Mineralet er et typisk produkt af kontaktmetamorfisme. Spinel stammer fra lersedimenter i kontakt med den magmatiske intrusion og er lokaliseret i skarns og hornfels-regionen.