Přednáška IV. Mineralogie klíčová slova: mineralogie, systém minerálů, vznik minerálů, vlastnosti minerálů, krystalografie. 1
Mineralogie je věda zabývající se všestranným studiem minerálů (nerostů). Podle předmětu zkoumání lze mineralogii rozdělit na: mineralogii všeobecnou věnuje se chemickému složení minerálů (krystalochemie) mineralogii genetickou - studuje vznik a výskyt minerálů v přírodě (parageneze) mineralogii deskriptivní - studuje zákonitosti vnějšího tvaru a vnitřní stavby krystalů mineralogii taxonomickou (systematickou) - studuje jednotlivé minerální druhy 2
+ mineralogie užitá (technická) využívá mineralogických poznatků v průmyslu, při vyhledávání, těžbě a úpravě nerostných surovin. - obor zabývající se drahými kameny se nazývá gemologie. Obr. 1: Pozice mineralogie v souboru geologickch věd Zdroj www.answers.com 3
Za minerál je pokládán prvek nebo chemická sloučenina, která je za normálních podmínek krystalická a která vznikla jako produkt geologických procesů. minerály jsou chemicky a fyzikálně homogenní tělesa, která vznikla přírodními pochody a mají obecně definovatelné chemické složení. Existují ovšem některé výjimky, které tuto formulaci porušují, přesto jsou ale za minerály tradičně pokládány: rtuť (která je za normálních podmínek kapalná) některé amorfní látky (např. opál) látky obdobné pozemským minerálům, ale pocházející z jiných kosmických těles (Měsíc, Mars, meteority) biogenní materiály, pokud se na jejich formování podílely geologické procesy (např. minerály guana, jantar). 4
Naopak za minerály nepovažujeme: vodu v kapalném stavu, atmosférické plyny atd. ropu a nekrystalické bitumenní látky (např. uhlí) antropogenní (člověkem vytvořené) materiály, látky vzniklé zásahem člověka do přírody (např. produkty hoření uhelných hald) biogenní materiály, pokud nejsou modifikovány geologickými procesy (žlučové kameny, schránky měkkýšů apod.) směsi minerálů horniny. Jsou to obvykle mechanické směsi různých minerálů. Výjimkou jsou monominerální horniny, jež jsou tvořeny jen jedním minerálem. 5
Vznik nerostů: a. Magmatickými procesy b. Hydrotermálními procesy c. Vznik minerálů ze sopečných exhalací d. Zvětrávacími procesy e. Chemickou sedimentací f. Biomineralizací g. Metamorfními procesy 6
A. Magmatické procesy Magmatický proces zahrnuje vznik magmatu natavením nebo roztavením pevných hornin, jeho výstup do svrchních částí zemské kůry (případně až na zemský povrch), jeho diferenciaci a krystalizaci. Magma je přírodní, zpravidla silikátová tavenina. Hlavními složkami magmatu jsou SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, FeO, CaO, MgO, Na 2 O a K 2 O; v určitém množství je v magmatické tavenině rozpuštěna i voda. Při chladnutí magmatu dochází k postupné krystalizaci různých minerálů podle jejich chemického složení a teploty. V závěrečné fázi je ve zbytkovém magmatu nahromaděno více těkavých složek a magma se stávářidší - vznikají minerály tzv. pegmatitovéřady, v nichž se vyskytují nerosty jako např. slídy, turmalin, beryl, rudy cínu a wolframu. 7
Obr. 2: Bowenovo reakční schéma krystalizace minerálů z magmatu Zdroj: http://skripta.dictor.net/ 8
B. Hydrotermální procesy Při hydrotermálních procesech dochází ke tvorbě minerálů z hydrotermálních roztoků o teplotě 50 až 700 C. Voda hydrotermálních roztoků může pocházet z různých zdrojů - může jít o vodu magmatogenního, metamorfogenního, diagenetického nebo meteorického původu. Typickým produktem hydrotermálních procesů jsou hydrotermální žíly, tvořené např. křemenem, kalcitem, dolomitem, sideritem, barytem, fluoritem a obsahující sulfidické minerály (pyrit, sfalerit, galenit, chalkopyrit a další). Hydrotermální minerály se však nevyskytují jen v podobě žil, ale mohou se nacházet rozptýlené v různých horninách, jimiž hydrotermální roztoky pronikaly. 9
Obr. 3: Bowenovo reakční schéma krystalizace minerálů z magmatu Zdroj: www.ipgp.jussieu.fr 10
C. Vznik minerálů ze sopečných exhalací (pneumatolýza) Sopečné exhalace jsou výrony plynů, které geneticky souvisejí s vulkanickou činností. Z hlediska vzniku minerálů mají význam především fumaroly a solfatary. Teplota sopečných plynů se pohybuje v rozpětí 100-800 C. Složení sopečných plynů výrazně závisí na jejich teplotě. Hlavními složkami sopečných plynů jsou vodní páry, HCl, NH 4 Cl, H 3 BO 3, H 2 S, SO 2 a CO 2. V místě výronu sopečných plynů a v jeho bezprostředním okolí se ukládají tzv. sopečné sublimáty. Ke vzniku těchto sublimátů dochází především při ochlazování plynů sublimací. Vedle síry patří mezi nejběžnější sopečné sublimáty salmiak (NH 4 Cl), sassolin (H 3 BO 3 ), halit (NaCl), sylvín (KCl) a thenardit (Na 2 SO 4. 11
Obr. 4: Fumarola El Tatio, Chile Zdroj: www.ipgp.jussieu.fr Obr. 5: Solfatara Whakaari, Nová Zéland Zdroj: www.ipgp.jussieu.fr 12
D. Zvětrávací procesy Zvětrávací procesy probíhají na zemském povrchu nebo v jeho bezprostřední blízkosti. V závislosti na klimatických podmínkách může probíhat buď mechanické nebo chemické zvětrávání Při mechanickém zvětrávání dochází pouze k desintegraci hornin a k mechanickému rozmělňování nerostných zrn. Nové minerály tedy při mechanickém zvětrávání nevznikají. Při transportu produktů zvětrávání se mohou chemicky i mechanicky relativně odolné minerály s vysokou hustotou (tzv. těžké minerály) lokálně nahromadit ve větším množství - rozsypová ložiska (rozsypy) - jde např. o ložiska magnetitu, ilmenitu, rutilu, monazitu, zirkonu, granátu, kassiteritu, diamantu nebo zlata. 13
Při chemickém zvětrávání tedy dochází k rozpadu struktury minerálu, jenž je provázen uvolňováním některých složek (viz předchozí přednáška). Minerály, které vznikají při zvětrávacích pochodech, patří svým chemickým složením především mezi vodnaté silikáty (např. kaolinit, halloysit, montmorillonit), mezi oxidy, hydratované oxidy a oxy-hydroxidy (např. opál a oxy-hydroxidy Fe nebo Al); směs oxyhydroxidů Fe, která je označována jako limonit, je jedním z nejrozšířenějších a svou rezavě hnědou barvou jedním z nejnápadnějších produktů zvětrávání. 14
Obr. 6: Rýžování zlata na sedimentárním ložisku Rich Hill, Arizona. Zdroj: http://terrysoloman.com 15
E. Chemická sedimentace Při chemické sedimentaci dochází k ukládání minerálů z roztoků, které obsahují převážně produkty zvětrávání. K chemické sedimentaci dochází za různých podmínek. Obrovský objem minerálů se vytvořil a stále vzniká chemickou sedimentací z mořské vody. Jako nejméně rozpustné soli nejprve vypadávají z roztoku sulfáty Ca (sádrovec a anhydrit). Po uložení sulfátů Ca se ze solného roztoku sráží halit. Následuje sedimentace draselných a hořečnatých solí (epsomitu, sylvínu, carnallitu a řady dalších minerálů) a nakonec nepatrného množství borátů. Vysrážením železa z roztoků přinášených do moří nebo jezer dochází ke vzniku oxidických železných rud tvořených limonitem, goethitem, hematitem nebo i magnetitem. 16
Obr. 7: Sedimentární ložisko halitu, důl Merker, Německo Zdroj: http://terrysoloman.com 17
F. Biomineralizace Biomineralizace je proces, při němž organismy produkují tzv. biogenní minerály, které se stávají součástí jejich organismu. Biogenní minerály se nejčastěji podílejí na složení schránek a vnitřních koster. Mezi biogenními minerály převažují karbonáty vápníku (kalcit, aragonit), fosforečnany vápníku (apatit, francolit) a vodnatý oxid křemičitý (opál). Biogenní magnetit nebo sulfidy Fe (pyrhotin a greigit) umožňují tzv. magnetotaktickým bakteriím orientaci v geomagnetickém poli. 18
Obr. 8: Krystaly magnetitu v magnetotaktické bakterii Zdroj: Kirschvink, Hagadorn, 2000 Obr. 9: Krystalové agregáty kalcitu (kokolity) ve schránce řasy Coccolithophoridaea 19 Zdroj: www.sdm.buffalo.edu
G. Metamorfní procesy Skupiny nerostů, které se vytvořily v průběhu všech výše charakterizovaných procesů, mohou být postiženy metamorfními procesy, které vedou ke vzniku nových nerostů. Metamorfózou sedimentárních nebo magmatických hornin vznikají přeměněné horniny - metamorfity. Metamorfóza je soubor procesů, při nichž se hornina přizpůsobuje svým nerostným složením a stavbou novým termodynamickým podmínkám, které jsou odlišné od podmínek panujících při jejím vzniku. Při metamorfóze obvykle dochází k přínosu a odnosu některých složek, což vede ke změně v chemismu horniny. 20
Klasifikace minerálů prošla dlouhým a komplikovaným historickým vývojem, na jehož konci je dnešní krystalochemický systém založený na krystalové struktuře a chemickém složení minerálů. Mineralogický systém si lze asi nejlépe představit jako skříň se zásuvkami a krabičkami, v níž jsou uloženy jednotlivé minerály na základě dohodnutých kritérií: složení a struktury. V naší literatuře dnes nejobsáhlejší zdroj informací o minerálech představuje publikace Encyklopedický přehled minerálů (Bernard, Rost a kol., 1992), založený na upraveném Strunzově systému (Mineralogische Tabellen, 1. vydání 1941). Základem tohoto systému je roztřídění minerálů do 10 tříd podle aniontovéčásti vzorce. Každá třída se dále dělí na oddělení a ta dále na skupiny a řady, v nichž jsou zařazeny jednotlivé minerály. 21
Mineralogický systém dle Bernarda a kol., 1992 1. třída: prvky, slitiny, karbidy, silicidy, nitridy, fosfidy 2. třída: sulfidy, selenidy, telluridy, arsenidy, antimonidy, bismutidy 3. třída: halogenidy (halovce) 4. třída: oxidy a hydroxidy, arsenity, selenity, tellurity, jodáty 5. třída: karbonáty (uhličitany), nitráty, sulfity 6. třída: boráty (boritany) 7. třída: sulfáty (sírany), chromáty, molybdáty, wolframáty 8. třída: fosfáty (fosforečnany), arsenáty, vanadáty 9. třída: silikáty (křemičitany) 10. třída: organické minerály (organoidy) 22
1. prvky, slitiny, karbidy, silicidy, nitridy, fosfidy cca 110 minerálů, tj. 3 % všech dnes známých minerálů (údaj k r. 2002) Prvek je definován jako látka složená z atomů se stejným protonovým číslem. Zemská kůra je tvořena prvky s protonovým číslem 1 (H) - 92 (U). Jen malá část prvků se však vyskytuje v přírodě v ryzím (nesloučeném) stavu a většina z nich byla navíc nalezena jen velmi vzácně. Mezi minerály nejsou formálně řazeny plynné prvky v atmosféře (O 2, N 2, vzácné plyny). Prvky se v mineralogii, podobně jako v chemii, rozdělují na kovy (Cu, Ag, Au, Hg, Fe, Pt), polokovy (Bi, As, Sb) a nekovy (S, C). 23
Obr. 2, 3: Zlato (Au), Platina (Pt) Zdroj: www.webmineral.com 24
Obr. 4, 5: Rtuť (Hg), Grafit (C) Zdroj: www.webmineral.com 25
2. třída: sulfidy, selenidy, telluridy, arsenidy, antimonidy, bismutidy cca 600 minerálů, tj. 15 % všech dnes známých minerálů Sulfidy mají obecně vysokou hustotu (u většiny 5 8 g.cm 3 ), polokovový či kovový lesk, jsou neprůhledné, méně často průsvitné, mají nejčastěji šedou, žlutošedou či bronzově žlutou barvu a relativně nízkou tvrdost (jen výjimečně do 6,5 stupně Mohsovy stupnice). Některé sulfidy mají polovodivé vlastnosti. V povrchových podmínkách jsou značně nestabilní a rozkládají se na snadno rozpustné sírany (tzv. kyzové zvětrávání). Asi 20 sulfidů je v přírodě častých, ostatní sulfidy a všechny ostatní minerály 2. třídy se vyskytují vzácně až velmi vzácně. Ložiska sulfidů a jejich analogů jsou ekonomicky nejdůležitějším zdrojem neželezných kovů (sfalerit ZnS, chalkopyrit CuFeS 2, galenit PbS, pyrit FeS 2, molybdenit MoS 2 ). 26
Obr. 6, 7: Arsenopyrit (FeAsS), Chalkopyrit (CuFeS 2 ) Zdroj: www.webmineral.com 27
Obr. 8, 9: Markasit (FeS 2 ), Pyrit (FeS 2 ) Zdroj: www.webmineral.com 28
3. třída: halogenidy (halovce) asi 160 minerálů, tj. 4 % všech dnes známých minerálů Pro většinu halogenidů je typická nízká hustota, nízká nebo střední tvrdost, skelný lesk a často dokonalá štěpnost. Mnohé jsou rozpustné ve vodě (zejména chloridy) a mají charakteristickou chuť. Obvykle jde o minerály čiré (bezbarvé a průhledné či průsvitné), někdy různě zbarvené příměsmi. Většina jednoduchých halogenidů krystalizuje v soustavách s vysokou symetrií, nejčastěji v kubické. Ekonomický význam ložisek halogenidů je značný: jsou zdrojem surovin pro chemický, potravinářský, metalurgický a sklářský průmysl. V přírodě se Cl a s ním i I a Br vyskytují zejména v mořské vodě Cl tvoří asi 2 % hydrosféry. Ložiska chloridů, jodidů a bromidů vznikají nejčastěji krystalizací z mořské vody ve vysychajících bazénech (nejvíce halit - NaCl, sylvín - KCl, fluorit CaF 29 2 ).
Obr. 10, 11: Fluorit (CaF 2 ), Halit (NaCl) Zdroj: www.webmineral.com 30
Obr. 12, 13: Chlorargyrit (AgCl), Sylvín (KCl) Zdroj: www.webmineral.com 31
4. třída: oxidy a hydroxidy, arsenity, selenity, tellurity, jodáty cca 570 minerálů, tj. 15 % všech dnes známých minerálů Fyzikální a morfologické vlastnosti oxidů a hydroxidů jsou značně rozmanité v závislosti na jejich struktuře. Výskyt oxidů a hydroxidů je spjat s širokou škálou genetických procesů vznikají v magmatickém, hydrotermálním, metasomatickém i metamorfním prostředí. Tvoří cca 17 % zemské kůry, z toho téměř 90 % připadá na křemen. K oxidům a hydroxidům náležířada ekonomicky významných rud Fe, Cr, Mn, Ti, Al, Sn, Nb, Ta, U, Th apod; křemen je základem stavebního a sklářského průmyslu. Arsenity, selenity, tellurity a jodáty patří bez výjimky k velmi vzácným minerálům s minimálním praktickým významem. Modifikace SiO 2 bývají v některé literatuře řazeny mezi silikáty. 32
Obr. 14, 15: Led (H 2 O), Ilmenit (FeTiO 3 ) Zdroj: www.webmineral.com 33
Obr. 16, 17: Kasiterit (SnO 2 ), Křemen (SiO 2 ) Zdroj: www.webmineral.com 34
5. třída: karbonáty (uhličitany), nitráty, sulfity cca 210 minerálů, tj. 6 % všech dnes známých minerálů Většina karbonátů je v čisté formě bezbarvá, časté je ale zbarvení dané přítomností poruch krystalové mřížky nebo inkluzí jiných minerálů. Tvrdost běžných karbonátů je 3 4,5 Mohsovy škály, hustota běžných karbonátů se pohybuje v rozmezí 2,5 4 g.cm 3. Mají dokonalou štěpnost, často se skelným leskem. Největší množství karbonátů Ca vzniká sedimentací tělních opor organismů, zejména ve vodním prostředí. Tímto způsobem vznikají mocná souvrství vápenců. Karbonáty jsou dále běžnou složkou hydrotermálních žil. 35
Karbonáty patří k významným nerostným surovinám. Jsou využívány zejména jako stavební a ozdobné materiály (vápence, dolomity, mramory, travertiny), slouží k výrobě cementů (vápence, mramory, dolomity) a vápna (vápence), v hutnictví se používají jako struskotvorné přísady (vápence, dolomity). Siderit je rudou Fe (FeCO 3 ), rodochrozit Mn (MnCO 3 ), smithsonit Zn (ZnCO 3 ), cerusit Pb (PbCO 3 ), azurit a malachit Cu. Magnezit a v menší míře dolomit se využívají v hutnictví (žárovzdorné vyzdívky pecí) a složí jako ruda Mg. Nitráty lze odvodit jako sole kyseliny dusičné. V přírodě je známo jen cca 10 nitrátů, jediným ekonomicky významným nitrátem je nitronatrit (NaNO 3 ) (nitratin, chilský ledek). Nitráty jsou nejčastěji organogenního původu. Jsou snadno rozpustné ve vodě, proto tvoří větší akumulace jen v aridních oblastech. 36
Obr. 18, 19: Kalcit (CaCO 3 ), Aragonit (CaCO 3 ) Zdroj: www.webmineral.com 37
Obr. 20, 21: Siderit (FeCO 3 ), Nitronatrit (NaNO 3 ) Zdroj: www.webmineral.com 38
6. třída: boráty (boritany) cca 130 minerálů, tj. 3 % všech dnes známých minerálů Boráty jsou zpravidla bezbarvé nebo různě světle zbarvené (šedé, žlutavé apod.), průhledné či průsvitné, obvykle měkké (výjimečně ale tvrdost až 7), s nízkou hustotou. Nejčastěji se vyskytují ve formě vláknitých, paprsčitých zemitých nebo zrnitých agregátů. Některé boráty jsou rozpustné ve vodě. Boráty patří obecně k vzácným minerálů. Ložiskově významné akumulace vznikají zejména jako recentní evapority v prostředí bezodtokých slaných jezer, bažin a mořských lagun v aridních oblastech (ludwigit - Mg 2 FeBO 5, borax - Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 8H 2 O). Boráty představují jediný zdroj bóru pro sklářský průmysl, metalurgii, průmysl léčiv, potravinářství a ostatní průmyslové obory. VČR ložiska bóru chybějí. 39
Obr. 22, 23: Borax (Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 8H 2 O), Ludwigit (Mg 2 FeBO 5 ) Zdroj: www.webmineral.com 40
7. třída: sulfáty (sírany), chromáty, molybdáty, wolframáty cca 330 minerálů, tj. 8 % všech dnes známých minerálů Pro sulfáty je charakteristický nekovový vzhled a nízká tvrdost (do 4 stupně Mohsovy stupnice). Jsou většinou bezbarvé, skelně nebo perleťově lesklé, často dokonale štěpné. Sulfáty vznikají v přírodě jako evapority zejména mořského původu, reakcemi plynných oxidů síry s okolními horninami při vulkanické činnosti, oxidací sulfidů, hlavně pyritu a markazitu, hydrotermálně (hl. bezvodé sulfáty Ba, Ca, Sr, Pb). Sulfáty se uplatňují ve stavebním průmyslu (sádrovec - CaSO 4 2H 2 O), jako zdroj některých prvků (baryt BaSO 4 ). Chromáty, molybdáty a wolframáty mají ve srovnání se sulfáty vyšší hustotu a tvrdost a někdy až polokovový vzhled. Až na výjimky jsou v přírodě vzácné. Slouží jako rudy Cr, Mo a W. 41
Obr. 24, 25: Sádrovec (CaSO 4 2H 2 O), Baryt (BaSO 4 ) Zdroj: www.webmineral.com 42
Obr. 26, 27: Scheelit (CaWO 4 ), Krokoit (PbCrO 4 ) Zdroj: www.webmineral.com 43
8. třída: fosfáty (fosforečnany), arsenáty, vanadáty cca 700 minerálů, tj. 18 % všech dnes známých minerálů Fosfátů je v přírodě velké množství druhů, většina však patří ke vzácným až velmi vzácným minerálům. Tvrdost a hustota se u fosfátů pohybují v širokém rozmezí (T = 1 6,5, h = 1,7 7,3 g.cm 3 ), rozmanité jsou i ostatní makroskopické vlastnosti fosfátů. Mnoho fosfátů vykazuje UV luminiscenci. Velké množství druhů fosfátů vzniká v prostředí, kde jsou zdrojem fosforu zbytky organizmů vytvářejících fosfátovou kostru (obratlovci, ramenonožci). Praktický význam mají zejména fosfátové sedimenty tvořené apatitem, které jsou surovinami pro výrobu fosforečných hnojiv a fosforu. Fosfáty jsou dále zdrojem prvků vzácných zemin a Th. Vanadáty a arsenáty patří ke vzácným až velmi vzácným minerálům. Místně slouží jako rudy kovů, vanadinit (Pb 5 (VO 4 ) 3 Cl) je nejvýznamnější rudou vanadu. 44
Obr. 28, 29: Apatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH,F,Cl) ), Kaňkit (Fe(AsO 4 ) 3.5(H 2 O)) Zdroj: www.webmineral.com 45
Obr. 30, 31: Tyrkys (CuAl 6 (PO 4 ) 4 (OH) 8 4(H 2 O)), Vivianit (Fe 3 (PO 4 ) 2 8(H 2 O) Zdroj: www.webmineral.com 46
9. třída: silikáty (křemičitany) cca 1050 minerálů, tj. 26 % známých minerálů Silikáty jsou vůbec nejdůležitější skupinou minerálů tvoří asi 75 % zemské kůry, spolu s křemenem (SiO 2 - který je jim strukturně blízký) dokonce asi 95 %. Silikáty představují velmi důležitou skupinu nerostných surovin (keramický a sklářský průmysl, stavební průmysl, těžba některých kovů atd.). Z těchto důvodů je silikátům věnována mimořádná pozornost ze strany přírodovědců i technologů. Řada silikátů náleží mezi významné horninotvorné minerály (olivín - (Mg,Fe) 2 SiO 4, epidot - Ca 2 (Fe,Al)Al 2 (SiO 4 )(Si 2 O 7 )O(OH), augit - (Ca,Mg,Fe)(Mg,Fe,Al)(Si,Al) 2 O 6, muskovit - KAl 2 (Si 3 Al)O 10 (OH) 2 a další Silikáty se vyznačují velice složitou chemickou stavbou: Alietit: [Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ](Ca 0.5,Na) 0.33 (Al,Mg,Fe) 2-3 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 n(h 2 O) 47
Obr. 32, 33: Augit ((Ca,Mg,Fe)(Mg,Fe,Al)(Si,Al) 2 O 6 ), Beryl (Be 3 Al 2 Si 6 O 18 ) Zdroj: www.webmineral.com 48
Obr. 34, 35: Olivín ((Mg,Fe) 2 SiO 4 ), Pyrop (Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 ) Zdroj: www.webmineral.com 49
10. třída: organické minerály (organoidy) cca 40 minerálů, tj. 1 % všech dnes známých minerálů Do 10. třídy jsou mineralogického systému řazeny některé přírodní látky organické povahy. Třída organolitů se v současné literatuře dále rozděluje na soli organických kyselin (whewellit - CaC 2 O 4 H 2 O), uhlovodíky (fichtelit - C 18 H 32 ), pryskyřice (jantar - C 12 H 20 O a podobné hmoty). Naopak kaustobiolity (např. uhlí, ropy, asfalty apod.) dnes k minerálům řazeny nejsou. 50
Obr. 36, 37: Jantar (C 12 H 20 O), Fichtelit (C 18 H 32 ) Zdroj: www.webmineral.com 51
Obr. 38: Kratochvílit ((C 6 H 4 ) 2 CH 2 ), Whewellit (CaC 2 O 4 H 2 O) Zdroj: www.webmineral.com 52
Krystalografie Krystalografie je obor zabývající se zákonitým vnějším omezením krystalů. Základní hmotné částice minerálů jsou zpravidla geometricky seskupeny a vytvářejí tzv. krystalovou strukturu. Její idealizovaný obraz označujeme jako "prostorovou mřížku". Pro každý krystalovaný minerál jsou charakteristické úhly, které svírají jednotlivé plochy - jedná se o úhly krystalových hran. Krystal omezený vlastními plochami nazýváme krystalový mnohostěn nebo (častěji, i když méně přesně) pouze krystal. Krystalový mnohostěn je omezen rovinnými plochami. Dvě plochy se setkávají v hraně, tři nebo více ploch v rohu. Významná vlastnost krystalů je pravidelnost a vzájemné uspořádání jednotlivých ploch tzv. krystalová souměrnost. Existuje sedm krystalografických soustav. Společným znakem jsou tzv. krystalografické osní kříže. Jako trojrozměrný souřadnicový systém umožňuje osní kříž přesné určení polohy každé krystalové plochy. 53
Obr. 39: Přehled krystalových soustav Zdroj: http://skripta.dictor.net/ 54
Krystalovým tvarem (formou) nazýváme každý soubor stejnocenných ploch na krystalu. Vyskytuje-li se na krystalu více krystalových tvarů, hovoříme o spojce (kombinaci). Krystalové tvary, které zcela obepínají střed krystalu, nazýváme uzavřené tvary, v opačném případě hovoříme o otevřených tvarech. Krystalové tvary se skládají z minimálně jedné, maximálně z 48 stejnocenných ploch. 55
Obr. 40: Příklady některých typů jednoduchých tvarů nerostů Zdroj: http://skripta.dictor.net/ 56
Obr. 41: Přechod spojky krychle a oktaedru (krystalovářada) Zdroj: http://skripta.dictor.net/ Obr. 42: Příklad spojky dvou krystalových tvarů Zdroj: http://skripta.dictor.net/ 57