Az ásványok általában 1. természetes eredetű, 2. szilárd halmazállapotú, 3. homogén, meghatározott kémiai összetételű és 4. meghatározott belső szerkezetű anyagok. Az ásványok szabad elemekből vagy elemek vegyületeiből tevődnek össze.
Az ásványok csoportosítása
Az emberi elme nehezen birkózik meg a körülötte lévő világ látszólag kaotikus rendezetlenségével, ezért aztán mindent elkövet, hogy könnyebben kezelhető skatulyákba gyömöszölje környezete anyagait, élőlényeit, eseményeit stb. Természetesen az ásványok sem kivételek ez alól, így aki manapság az ásványország káprázatos világának behatóbb tanulmányozására adja fejét, előbb-utóbb szembe találkozik a kilenc ásványosztállyal. (Az ásványok kilenc osztályba sorolása magyar „találmány”, amelyet Sztrókay Kálmán dolgozott ki. Ezen kívül másféle csoportosítás is létezik.) A rendszer megalkotásához az alapot az anion-elv adta meg, amely kimondja, hogy az ásványok elemtársulásainak szilárd állapotú formáit nem annyira a kation minősége, inkább ennek ionizációs foka szabja meg, amit pedig mindenkor az anion jelenléte, ill. mennyisége szabályoz. Tehát az anion a „prímás”, a kation pedig a „másodhegedűs”.
Emellett az ásványképződésre jellemző, hogy a földkéreg belső rétegeitől a felszín felé haladva egyre ionosabb ásványösszetétel alakul ki. A kezdeti fémes ill. kovalens kapcsolódások után az átmeneti, félig kovalens, félig fémes kötések, majd az ionvegyületek jutnak túlsúlyba.
Az osztályok sorrendje a következőképpen alakul egy-egy jellemző példával:
I. Terméselem
ek: arany (Au),
II. Szulfidok és rokonaik: galenit (PbS),
III. Oxidok: kvarc (SiO2),
IV. Szilikátok: vasgránát (Fe3Al2(Si3O12),
aktinolit
V. Foszfátok, arzenátok: foszforit (Ca3(PO4)2),
VI. Szulfátok és rokonaik: barit (BaSO4),
VII. Borátok, karbonátok, nitrátok: kalcit (CaCO3),
fénm
VIII. Halogenidek: kősó (NaCl),
IX. Organikus (szerves) vegyületek: borostyánkő vagy szukcinit.
I. Terméselemek – Az arany.
A terméselemek szabad elemek, amelyeket három csoportba sorolunk:
fémek (pl. arany, ezüst); félfémek (pl. arzén, antimon); nemfémes elemek (pl. szén, kén). Mintegy ötven ásvány tartozik ide, sok közülük gazdaságilag is értékes.
Ebbe a csoportba tartozik még többek között az ezüst (Ag), a réz (Cu), az ólom (Pb) és a szén három ismert elemi módosulata, a gyémánt, a grafit és a fullerének.
II. Szulfidok – A galenit PbS
A szulfidok olyan vegyületek, amelyekben a kén fémes és félfémes elemekkel társul. A szulfidok fontos ólom-, cink-, vas- és rézércek. Gyakori csoport, több mint 300 ásvánnyal.
Egyéb szulfidok még: a pirit, más néven a bolondok aranya (FeS), a kalkopirit (CuFeS2), az antimonit (Sb2S3), a szfalerit (ZnS) stb.
III. Oxidok és hidroxidok – A kvarc SiO2
Az oxidok az elemek oxigénnel alkotott vegyületei. Sokféle környezetben és kőzetben képződnek. Számos fontos ércásvány tartozik ide: hematit, magnetit (vas-oxidok), krómit (vas-króm-oxid), bauxit (alumínium-oxid), különféle mangán-oxidok stb. Drágaköveket is találunk közöttük: pl. korund (egy alumínium-oxid). S ide tartozik egyik leggyakoribb ásványunk, a kvarc is (szilícium-dioxid, SiO2). A kvarc fontos kőzetalkotó ásvány, színezett változatai pedig drágakőként ismeretesek (pl. a halványlila ametiszt).
A hidroxidok fémes elemet és hidroxilcsoportot (OH) tartalmazó vegyületek. Az oxidok és a víz reakciójából keletkeznek. Az oxidokkal ellentétben keménységük kicsi. Példaként a limonitot említhető (vas-oxi-hidroxid), amely a vas egyik fontos ércásványa.
IV. Szilikátok
A legfontosabb kőzetalkotó ásványok (a földkéreg legnagyobbrészt szilikátásványokból áll); egyeseket csiszolva drágakőnek alkalmaznak. Az ásványok legnépesebb csoportja: mintegy 500 ásvány tartozik ide.
A szilikátok olyan vegyületek, amelyekben a fémes elemek egyedülálló vagy összekapcsolt szilikát anionokhoz (SiO4)4- kapcsolódnak. Szerkezetük alapján több osztályba sorolhatók (szigetszilikátok, csoportszilikátok, gyűrűs szilikátok, láncszilikátok, rétegszilikátok, állványszilikátok).
A földpátok
A legfontosabb kőzetalkotó szilikátok. A földkéreg térfogatának 60%-át teszik ki. Szerkezetük alapján ún. térhálós szilikátok: a szilikát anionok a tér mindhárom irányába kiterjedő hálózatot alkotnak. Nagyszámú képviselőiket két nagy csoportba sorolhatjuk.
Alkáliföldpátok
Az alkáliföldpátok esetében a szilikát anionok mellett kálium-nátrium kationok találhatók. Ide tartozik például a gránitban gyakori ortoklász KAl(Si3O8). Színe halványszürke vagy hússzínű, de léteznek színtelen változatai is.
Plagioklász földpátok (nátrium-mész földpátok)
A plagioklász földpátokban a szilikát anionok mellett nátrium-kalcium kationok találhatók. Ide tartozik az albit (NaAl(Si3O8)) és az anortit (CaAl2 (Si2O8)). E két földpát egy elegysorozat két szélső tagja (tiszta nátrium-, illetve tiszta kalciumföldpát), amelyek között számos átmeneti állapot lehetséges.
Piroxének és amfibolok
A földpátok mellett szintén fontos kőzetalkotó szilikátok. Szerkezetileg ún. láncszilikátok: a szilikát-anionok egyirányú, végtelen láncokká való összekapcsolódásával alakulnak ki. A láncok oldalirányban fémionokon keresztül csatlakoznak. Ez a szerkezet a kristályok oszlopos, tűs, szálas megjelenését (habitusát) is megmagyarázza. Ha a kristály egyes láncokból épül fel, akkor piroxénekről, ha kettős láncokból, amfibolokról beszélünk. Minden piroxénnek létezik egy amfibol „párja” is.
A piroxének leggyakoribb és egyben legfontosabb képviselője az augit, amely a bazaltban igen nagy mennyiségben fordul elő. Amfibol megfelelője a szarufényű hornblende, más néven „bazaltos amfibol”. Legszebb hazai kristályai a balaton-felvidéki és a Salgótarján környéki bazalttufákban találhatók.
Említésre méltó amfibol az aktinolit (sugárkő). Hajszálfinom, szálas-rostos változata az amfibolazbeszt, amely szőhető, fonható ásvány. Egyetlen „szépséghibája”, hogy rákkeltő.
Az olivin
Ugyancsak fontos kőzetalkotó szilikát. A szilikát-anion vassal és magnéziummal kapcsolódik. Jellegzetes olajzöld-palackzöld színéről ismerhető fel, főként bazaltos kőzetekben, ahol akár ökölnyi gumókat is alkothat. Szerkezetileg ún. szigetszilikát: a szilikát-anionok egyesével fordulnak elő, összekötésüket a fémionok biztosítják.
A muszkovit és a biotit
Mindkettő hajlékony, rugalmas lemezekre szétváló ásvány, felületük csillogó: ezért csillámoknak nevezzük őket. A csillámok, amelyeknek még számos típusa ismeretes, ugyancsak fontos kőzetalkotók.
A földkéregben igen gyakoriak. Könnyen fölismerhetők, ugyanis a muszkovit – különösen friss hasadási lapjain – fehéres, a biotit pedig fekete. A muszkovit nagyobb, a biotit kisebb hatszögletes lemezekben fordul elő. A muszkovit átlátszó, tűzálló, könnyen formálható, ollóval könnyen vágható, a biotit ellenben átlátszatlan. Fő anyaguk az alumínium-szilikát, de míg a muszkovit káliumot (kálicsillám), a biotit magnéziumot (magnéziumcsillám) tartalmaz.
A Szibériában, Indiában és Észak-Amerikában található nagyobb méretű muszkovittáblákból kályhaajtókat, lámpahengereket készítettek, és „ablaküvegezésre” is használták.
Az előbbiekben bemutatott szilikátok a magmás és a metamorf kőzetek legfontosabb kőzetalkotó ásványai. A földpátok a magmás kőzetek színtelen elegyrészei, a piroxének, amfibolok, olivin-szerkezetek és a csillámok a magmás kőzetek színes elegyrészei.
V. Foszfátok, arzenátok – A foszforit (Ca3(PO4)2)
A foszfátok és arzenátok olyan vegyületek, amelyekben a fémes elemek foszfát (PO4)3– vagy arzenát (AsO4)3– ionokkal társulnak. Általában élénk színűek és jól kristályosodnak.
A foszforit biológiai szempontból elsőrendű ásvány. A gerincesek csontjainak kb. kétharmadát alkotja és megtalálható a fogakban is. Foszforitot tartalmaz a tengeri madarak és a halevő denevérek ürüléke, a guanó, amelynek ára a műtrágyák kora előtt az aranyéval vetekedett, ugyanis igen hosszú hajóút árán lehetett csak hozzájutni.
VI. Szulfátok és rokonaik – A barit (BaSO4)
A szulfátok olyan vegyületek, amelyekben egy vagy több fémes elem szulfátionhoz – (SO4)2- – kapcsolódik. A leggyakoribb szulfát a gipsz – CaSO4 x 2 H2O –, amely bepárlódó tavakban, tengeröblökben keletkezik.
VII. Karbonátok, nitrátok, borátok – Az aragonit és a kalcit CaCO3
A karbonátok olyan vegyületek, amelyekben egy vagy több fémes vagy félfémes elem a karbonátionnal – (CO3)2- – egyesül. E népes csoportból a CaCO3 az egyik legfontosabb, mert sok száz kristályformája ismeretes, a kombinációk számában nincsen hozzá fogható más ásvány.
A kalcit és az aragonit anyaga ugyanaz, csak kristályosodási formájuk különbözik. Vizes oldatból közönséges hőmérsékleten kalcit, 29 °C felett aragonit válik ki. Az oldatban lévő egyéb ionok esetében már 20°C-on aragonit válhat ki, nagy hőmérsékleten azonban mindig kalcit képződik.
A kalcit fontos kőzetalkotó ásvány: a mészkő és a márvány lényegében kalcitból épül fel.
A kalcit és az aragonit nagyon fontos szereppel bír az élővilág számára is: a mészvázas állatok és a mészalgák szilárd vázának anyagai.
A karbonátokhoz sorolható még a zöld színű malachit és az égszinkék azurit is. Az előbbiből dísztárgyakat, az utóbbiból kék festéket készítenek.
A nitrátok és borátok esetében fémes elemek kapcsolódnak nitrát- és borátionokkal.
VIII. Halogenidek – A halit (vagy kősó, NaCl)
A halogenidek olyan vegyületek, amelyekben a fémek halogén elemekkel kötődnek össze (klór, bróm, fluor és jód). Gyakori ásványok; általában puhák és szabályos kristályrendszerekbe sorolhatók.
Legnagyobb tömegben a kősó fordul elő, amely a gipszhez hasonlóan bepárlódó vizekből válik ki. Értékes ásványkincs. Üvegfényű, átlátszó, színtelen, de különféle anyagok színezhetik: a finom eloszlású agyag szürkére, a vasvegyületek rózsásra, sárgára, vörösre, barnásra, a bitumen feketére festi. Nagyon gyakori a foltos ultramarinkék színeződés, amelyet valószínűleg szabad nátriumionok okoznak. Kősótelepek sivatagos területeken „kivirágzásként”, kisebb mennyiségben vulkáni tevékenység által is létrejöhetnek.
Az ultraviola fényben világító fluorit, vagy más néven folypát is a halogenidekhez tartozik. A folypát olvadáspont-csökkentő tulajdonsága miatt kapta a nevét.
IX. Organikus vegyületek – A borostyánkő vagy szukcinit
A szerves anyagokból álló ásványok a földkéreg felső részének képződményei, a bioszféra termékei. Korszerű vizsgálatok szerint igen népes és a többi ásványosztállyal egyenrangú kategóriát alkotnak.
A borostyánkő összetétele nem írható fel egy egyszerű képlettel, ugyanis csak hozzávetőlegesen adható meg az alkotók száma. Azt biztosra vehető, hogy főként szénből és hidrogénből álló szerves vegyületek alkotják.
A borostyánkő a fenyőfélék fosszilis gyantája, amely gyakran rovarzárványokat tartalmaz. Átlátszó-áttetsző, színe mézsárga, barna, vörösbarna. A szicíliai darabok kékesen fluoreszkálnak. Sűrűsége a vízével közel egyenlő, ezért úszik a tengervíz tetején.