Anorthit

3.5.3 Oxider och hydroxider

Is (H2O) är en fast fas av vatten vid en temperatur på 0°C och kristalliserar som ett hexagonalt mineral med en densitet på 0.9175 g/cm3 och flyter på vatten. Snöflingorna bildas genom sublimering (från vattenånga och inte från vatten) och kristalliserar i den hexagonala kristallen i form av sexsidiga stjärnor. De fyra gasjättarnas planeter i det yttre planetsystemet består huvudsakligen av vatten-is och gas.

Kvarts (SiO2) är de vanligaste polymorfa modifieringarna av kiseldioxid i bergarter. Den kristallina kiseldioxiden förekommer i flera polymorfa alfa-modifieringar i bergarter: tridymit och kristobalit, var och en med ytterligare en instabil beta-modifiering. Den olika kristalliserade SiO2 förekommer i så många som 12 polymorfa modifikationer beroende på temperatur. Omvandlingen av en modifikation till en annan är en extremt långsam process. Ibland kan både polymorfa modifikationer med högre och lägre temperatur vara stabila under en viss tid. Kvarts (fig. 3.5) kristalliserar i det hexagonala systemet och förekommer ofta i naturen i kristallform enligt fig. 1.23. Kvartsen är vanligast och förekommer rikligt i sediment av kiselstenar, sura intrusiva och venösa bergarter samt i de flesta metamorfa bergarter (mylonit, kvartsit, fyllit, glimmer och grön skiffer, gnejs och granulit).

Opal (SiO2-nH2O) är en mineraloid (amorft mineral) med oregelbundna former och är vit i färgen. Färgen ändras till gul, grå, brun eller röd i närvaro av föroreningar. En speciell typ av opal blir dyrbar, det vill säga kännetecknas av häftiga flöden av blågrå och vita färger. Opal utsöndras från varma källor och gejsrar. I sedimentära bergarter, särskilt kalksten, bildas opal av karbonat och utsöndras från lösningar som innehåller kisel. Opal kan förekomma som ett sekundärt mineral under vittringsprocessen av primära silikatmineraler, basiska och ultrabasiska magmatiska bergarter. Skeletten av alger, kiselalger, kiselsvampar och radiolarier består av opal, och med deras avlagring och diagenes bildar de kiselhaltiga sedimentära bergarter.

Kalcedon är en fibrös typ av kryptokristallin kvarts som bildar mycket täta njurformade kluster. Den består av tunna parallella och linjärt arrangerade aggregat av fibrösa kristaller som vanligen uppvisar röntgenstrukturella drag av β-kvarts. Den har ett vaxliknande och glansigt utseende och kan vara vit, grå, rosa, gulaktig, mörkbrun till svart. Den gulaktiga och rödfärgade kalcedonet betraktas som halvädelstenar. Kalcedon är en vanlig beståndsdel i kiselsediment, det vill säga chert (tabell 6.7) och radiolarit. Kalcedon uppstår vanligtvis genom extraktion från vattenlösningar som innehåller kiselsyra. Opal bildas från en lösning av kiseldioxid och vatten. Vattnet perkolerar ner genom jorden och plockar upp kiseldioxid från sandsten. Den kiselrika lösningen sätter sig i sprickor och håligheter, omkristalliseras och uppträder som fasta oregelbundna massor, konkretioner, linser och knölar. Den kan bildas i kalksten som fyllning av håligheter och i den bergartsbaserade vulkaniska eller extrusiva bergarten.

Agate är en variant av kalcedon med modifierad tunn lamina eller lager av olika färger (fig. 3.1). Agat med svarta och vita lameller kallas onyx. Tät och ogenomskinlig typ av kalcedon med inblandningar av järnbrunröd färg kallas jaspis och används för tillverkning av smycken.

Korund (Al2O3) är en kristallin form av aluminiumoxid och har spår av järn, titan och krom. Det är ett stenbildande mineral och klara genomskinliga naturmaterial. Det kan ha olika färger i närvaro av föroreningar. De genomskinliga röda färgvarianterna är kända som rubin och används som värdefulla ädelstenar. Korund med alla andra färger kallas safir. Den kan repa nästan alla andra mineral på grund av sin extrema hårdhet. Den rena korunden har en hårdhet på 9 på Mohs hårdhetsskala. Den används ofta som slipmedel, från sandpapper till stora maskiner, för att bearbeta metaller, plast och trä. Korund förekommer som mineral i glimmerskiffer, gnejs och viss marmor i metamorfa terraner. Det förekommer också i silikafattig magmatisk syenit och nefelinsyenit intrusivitet. De andra förekomsterna är som massor i anslutning till ultramafiska intrusivämnen, associerade med lamprofyrdiken och som stora kristaller i pegmatiter.

Gibbsit är en aluminiumhydroxid som är känd som ”hydrargillit” eller ”hydrargyllit” och som kristalliserar i det monokliniska systemet. Den förekommer sällan i rent tillstånd och är ofta blandad med boehmit, kaolinit, hematit och limonit i bauxiter och lateriter, det vill säga som en möjlig källa för aluminium.

Boehmit γ-AlO(OH) eller böhmit är ett mineral av aluminiumoxid-hydroxid och alunogel är en amorf gel Al(OH)3. Det förekommer tillsammans med gibbsit som huvudsakliga mineraliska beståndsdelar i bauxit och laterit.

Hematit (Fe2O3) (Fig. 1.40) och magnetit (FeO-Fe2O3) är mycket vanliga, men vanligtvis mindre viktiga beståndsdelar i många bergarter. Magmatiska och hydrotermiska processer kan dock bilda stora fyndigheter av dessa mineraler som är lämpliga för järnmalmsbrytning.

Goethit är den järnhydroxid som bildas som amorfa kluster och är känd som limonit. Limonit är en brun järnmalm som bildas på grund av slitage av järnmineraler. Limonit innehåller amorfa Fe-hydroxider med varierande mängder vatten.

Limonit finns i många bergarter som ger den bruna, gula eller bruna färgen. Den utvecklas vanligtvis som en produkt av kemisk vittring av många mineraler som innehåller Fe2+ eller järnhaltigt järn. I oxidationsprocessen oxideras det i det trevärda järnet Fe3+, vilket är känt som en process av limonitisering. Limonitisering är väl synlig i gulbrun färg i nyligen avbrutna gröngråa bergarter längs och runt sprickor. Den bruna, gula eller rödbruna färgen på leror och många andra bergarter härrör från limonit. Limonit ovanför hematit- och sideritavlagringar bildar ofta en vittringsskorpa som kallas ”järnhatten”. Limonit och goethit är viktiga källor till lågvärdig järn- och nickelmalm. Ocker eller ocker är ett naturligt lerjordspigment som är en blandning av järnoxid och varierande mängder lera och sand. Färgen varierar från gult till djupt orange eller brunt.

Kromit (FeO-Cr2O4) är en järnkromoxid (fig. 1.37) och ilmenit (FeO-TiO2) är ett titanjärnoxidmineral. Dessa mineral är viktiga malmer av krom och titan och är ofta beståndsdelar i bergarter i mindre mängder. Kromit och ilmenit kristalliserar vid höga temperaturer intrusiv magma i det inledande kristalliseringsstadiet och förekommer som regelbundna ingredienser i mafiska och ultramafiska bergarter.

Rutiel (TiO2) kristalliserar i det tetragonala systemet och förekommer vanligen i form av stav- eller nålkristaller. Färgen varierar mellan mörkrött och svart. Den förekommer vanligen i regional metamorfism och är förknippad med kristallina skiffer (gnejs, glimmerskiffer, phyllit och amfiboliter). Rutil är ett vanligt mineral i klastiska sediment och sedimentära bergarter (sand/sandstenar), med hög motståndskraft mot vittring. Rutil förekommer i flod- och havsavlagringar tillsammans med guldkoncentratet i betydande mängder. Rutil är vanligt i sura magmatiska bergarter som ett sekundärt mineral.

Pyrolusit är manganoxidmineral (MnO2) och kristalliserar i det tetragonala systemet. Det ligger vanligen i band- och nålaggregat med mörkgrå till svart färg. Den bildas av hydrotermalt och sedimentärt ursprung. Pyrolusit är en utbredd och huvudsaklig malm av mangan.

Psilomelan (MnO-MnO2-nH2O) är en kolloidal modifiering av manganoxid med vatten. Den förekommer som njurliknande kluster. Det förekommer ofta i form av tunna skorpor, beläggningar och dendriter i lagerytor eller sprickor i olika bergarter, särskilt kalksten. Mineralets färger är järnsvart eller blåsvart medan värdberget som innehåller psilomelan är mörkgrått eller svart till färgen. Psilomelan har sitt ursprung i vattenlösningar som är berikade med mangan som en produkt av ytväder av olika manganhaltiga mineral.

Spinel (MgO-Al2O3) ingår i isomorfiska blandningar av olika Al3+-, Fe3+- och Cr3+-spineller. Mineralet är en typisk produkt av kontaktmetamorfism. Spinell har sitt ursprung i lersediment i kontakt med den magmatiska intrusionen och finns i skarns- och hornfelsregionen.