Anorthiet

Een oxidemineraal is een chemische verbinding die ten minste één zuurstofatoom bevat, alsmede ten minste één ander element zoals ijzer. De oxiden ontstaan wanneer elementen door zuurstof in de lucht worden geoxideerd. De hydroxiden zijn verbindingen waarin het anion OH-groepen bevat als de OOH-groep. Sommige mineralen uit de groep van de oxide- en hydroxidemineralen, met name kiezelzuur, ijzer en aluminium, zijn zeer belangrijke en wijdverspreide minerale bestanddelen van gesteenten. De meest voorkomende onder de groep zijn opgesomd in Tabel 3.6.

Ijs (H2O) is een vaste fase van water bij een temperatuur van 0°C en kristalliseert als een hexagonaal mineraal met een dichtheid van 0.9175 g/cm3 en drijft op water. De sneeuwvlokken worden gevormd door sublimatie (uit waterdamp en niet uit water) en kristalliseren in het hexagonale kristal in de vorm van zeskantige sterren. De vier gasreuzenplaneten in het buitenste planetenstelsel bestaan voornamelijk uit water-ijs en gas.

Kwarts (SiO2) is de meest voorkomende polymorfe modificaties van siliciumdioxide in gesteenten. Het kristallijne siliciumdioxide komt in verschillende polymorfe alfamodificaties in gesteenten voor: tridymiet en cristobaliet, elk met een andere onstabiele bètamodificatie. Het verschillende gekristalliseerde SiO2 komt voor in wel 12 polymorfe modificaties, afhankelijk van de temperatuur. De omzetting van de ene modificatie in een andere is een uiterst langzaam proces. Soms kunnen zowel polymorfe modificaties bij hogere als lagere temperatuur gedurende een bepaalde tijd stabiel zijn. Kwarts (Fig. 3.5) kristalliseert in het zeshoekige systeem en wordt in de natuur vaak aangetroffen in kristalvorm zoals weergegeven in Fig. 1.23. Het kwarts komt het meest voor en is overvloedig aanwezig in de sedimenten van siliciumgesteenten, zure intrusieve en adergesteenten, alsmede de meeste metamorfe gesteenten (mylonitr, kwartsiet, fylliet, mica, en groene schisten, gneis, en granuliet).

Opal (SiO2-nH2O) is een mineraloïde (amorf mineraal) van onregelmatige vormen en is wit van kleur. De kleur verandert in geel, grijs, bruin of rood in aanwezigheid van onzuiverheden. Een speciaal soort opaal wordt kostbaar, dat wil zeggen, gekenmerkt door ontzagwekkende stromen van blauwgrijze en witte kleuren. Opaal wordt uitgescheiden uit hete bronnen en geisers. In sedimentaire gesteenten, vooral kalksteen, wordt opaal gevormd door carbonaat en uitgescheiden uit oplossingen die silicium bevatten. Opaal kan voorkomen als secundair mineraal tijdens het verweringsproces van primaire silicaat mineralen, basische, en ultrabasische stollingsgesteenten. De skeletten van algen, diatomeeën, siliciumsponzen, en radiolariërs zijn samengesteld uit opaal, en vormen met hun afzetting en diagenese kiezelhoudende sedimentaire gesteenten.

Chalcedoon is een vezelachtig type van cryptokristallijn kwarts dat een zeer dichte niervormige clusters vormt. Het is samengesteld uit dunne parallelle en lineair gerangschikte aggregaten van vezelige kristallen die gewoonlijk röntgenstructuurkenmerken van β-kwarts vertonen. Het heeft een wasachtig en glanzend uiterlijk en kan wit, grijs, roze, gelig, donkerbruin tot zwart van kleur zijn. De geelachtige en rode kleur chalcedoon wordt beschouwd als halfedelsteen. Chalcedoon komt veel voor in siliciumsedimenten, dat wil zeggen chert (tabel 6.7) en radiolariet. Chalcedoon ontstaat meestal door extractie uit waterige oplossingen die siliciumzuur bevatten. Opaal wordt gevormd uit een oplossing van siliciumdioxide en water. Het water sijpelt door de aarde en neemt kiezelzuur uit zandsteen op. De silicarijke oplossing slaat neer in scheuren en holten, herkristalliseert, en verschijnt als vaste onregelmatige massa’s, concreties, lenzen, en knobbels. Het kan zich vormen in kalksteen als opvulling van holten en in het gesteente basis vulkanische of extrusieve gesteenten.

Agate is een variëteit van chalcedoon met gewijzigde dunne lamina of lagen van verschillende kleuren (Fig. 3.1). Agaat met de zwarte en witte laminae staat bekend als onyx. Dicht en ondoorzichtig type chalcedoon met bijmengingen van ijzerbruin-rode kleur wordt Jaspis genoemd en gebruikt voor het maken van sieraden.

Corundum (Al2O3) is een kristallijne vorm van aluminiumoxide en heeft sporen van ijzer, titanium, en chroom. Het is een rotsvormend mineraal en helder transparant natuurlijk materiaal. Het kan verschillende kleuren hebben in de aanwezigheid van onzuiverheden. De doorzichtige rode kleurvariëteiten staan bekend als robijn en worden gebruikt als kostbare edelstenen. Het korund met alle andere kleuren wordt saffier genoemd. Door zijn extreme hardheid kan het bijna alle andere mineralen bekrassen. Zuiver korund heeft een hardheid van 9 op de hardheidsschaal van Mohs. Het wordt algemeen gebruikt als schuurmiddel, variërend van schuurpapier tot grote machines, voor het bewerken van metalen, kunststoffen en hout. Korund komt voor als mineraal in mica schist, gneis, en sommige marmers in metamorfe terrranen. Het komt ook voor in stollingsgesteente syeniet en nefelien syeniet intrusieven met een laag siliciumgehalte. De andere voorkomens zijn als massa’s grenzend aan ultramafische intrusieven, geassocieerd met lamprofier dijken, en als grote kristallen in pegmatieten.

Gibbsiet is een aluminiumhydroxide bekend als “hydrargilliet” of “hydrargylliet” en kristalliseert in het monokliene systeem. Het wordt zelden in zuivere vorm gevonden en vaak vermengd met boehmiet, kaoliniet, hematiet en limoniet in bauxiet en lateriet, dat wil zeggen, als een mogelijke bron voor aluminium.

Boehmiet γ-AlO(OH) of böhmiet is een aluminiumoxide-hydroxide mineraal en alumogel is een amorfe gel Al(OH)3. Het komt samen met gibbsiet voor als voornaamste minerale bestanddelen van bauxiet en lateriet.

Hematiet (Fe2O3) (Fig. 1.40) en magnetiet (FeO-Fe2O3) zijn zeer algemene, maar meestal minder belangrijke bestanddelen van vele gesteenten. Door magmatische en hydrothermale processen kunnen echter grote afzettingen van deze mineralen worden gevormd, die geschikt zijn voor de winning van ijzererts.

Goethiet is het ijzerhydroxide dat als amorfe clusters wordt gevormd en bekend staat als limoniet. Limoniet is een bruin ijzererts gevormd door slijtage van ijzermineralen. Limoniet omvat amorfe Fe-hydroxiden met variabele hoeveelheden water.

Limoniet wordt gevonden in vele gesteenten die de bruine, gele of tan kleur geven. Het ontstaat typisch als een product van chemische verwering van vele mineralen die Fe2+ of ijzerhoudend ijzer bevatten. In het oxidatieproces oxideert het in het driewaardige ijzer Fe3+, wat bekend staat als een proces van limonitering. Limonitering is goed zichtbaar in geel-bruine kleur in vers afgebroken groengrijze gesteenten langs en rond scheuren. De bruine, gele, of roodbruine kleur van klei en vele andere gesteenten is afkomstig van limoniet. Limoniet boven de hematiet- en siderietafzettingen vormt vaak een korst van verwering en staat bekend als de “ijzeren hoed”. Limoniet en goethiet zijn belangrijke bronnen van laagwaardig ijzer- en nikkelerts. Oker of okerkleurstof is een natuurlijk klei-aardepigment dat een mengsel is van ijzeroxide en variërende hoeveelheden klei en zand. De kleur varieert van geel tot diep oranje of bruin.

Chromiet (FeO-Cr2O4) is een ijzerchroomoxide (Fig. 1.37) en ilmeniet (FeO-TiO2) is een titaan-ijzeroxidemineraal. Deze mineralen zijn belangrijke ertsen van chroom en titaan, en zijn vaak in geringe hoeveelheden bestanddeel van gesteente. Chromiet en ilmeniet kristalliseren bij hoge temperaturen intrusief magma in de eerste fase van kristallisatie en zijn aanwezig als de reguliere ingrediënten van mafische en ultramafische gesteenten.

Rutiel (TiO2) kristalliseert in het tetragonale systeem en komt vaak voor in de vorm van staaf- of naaldkristallen. De kleur varieert tussen donkerrood en zwart. Het komt gewoonlijk voor in regionaal metamorfisme en wordt geassocieerd met kristallijne schisten (gneis, mica schisten, fylliet, en amfibolieten). Rutiel is een veelvoorkomend mineraal in clastische sedimenten en sedimentgesteenten (zand/zandstenen), met een hoge weerstand tegen verwering. Rutiel komt in aanzienlijke hoeveelheden voor in de rivier- en offshore-afzettingen, samen met het goudconcentraat. Rutiel komt veel voor in zure stollingsgesteenten als secundair mineraal.

Pyrolusiet is een mangaanoxide mineraal (MnO2) en kristalliseert in het tetragonale systeem. Het bevindt zich meestal in strook- en naaldaggregaten met een donkergrijze tot zwarte kleur. Het wordt gevormd door hydrothermale en sedimentaire oorsprong. Het pyrolusiet is een wijdverbreid en hoofderts van mangaan.

Pilomelaan (MnO-MnO2-nH2O) is een colloïdale modificatie van mangaanoxide met water. Het komt voor als niervormige clusters. Het wordt vaak gevonden in de vorm van dunne korsten, deklagen en dendrieten in laagoppervlakken of spleten van verschillende gesteenten, vooral kalksteen. De kleur van het mineraal is ijzerzwart of blauwzwart, terwijl de gastgesteenten die psilomelaan bevatten donkergrijs of zwart van kleur zijn. Psilomelaan is afkomstig van waterige oplossingen verrijkt met mangaan als product van de oppervlakte verwering van verschillende mangaanhoudende mineralen.

Spinel (MgO-Al2O3) is een lid van isomorfe mengsels van verschillende Al3+, Fe3+, en Cr3+ spinel. Het mineraal is een typisch product van contactmetamorfisme. Spinel is afkomstig van kleisedimenten die in contact staan met de magmatische intrusie en bevindt zich in de regio van de skarns en de hornfels.