G_6923.jpg

fot.Aneta Guzik

Skąd wziął się ten piach?

 

Czy wiesz że te kolorowe kryształy kwarcu umieszczone na zdjęciu obok po rozdrobnieniu to piach w piaskownicy?

PIASEK w naszej strefie klimatycznej zbudowany są niemal wyłącznie z zaokrąglonych ziarenek kwarcu!

Ale zacznijmy od samego początku.

 

      Ziemia jako planeta powstała około 4,6 mld lat temu i  była kulą bardzo gorącego materiału o różnym składzie pierwiastków chemicznych. Potem przez setki milionów lat stopniowo stygła, gęstniała i twardniała. Utworzyły się skały.  Mocno ogrzewające słońce zapoczątkowało rozszerzanie się składników w różnorodne kształty i formy. Skały  pękały i kruszyły się. Woda dostała się w szczeliny w skałach, a potem gdy zamarzła powstały lód rozsadził skały od środka. Z czasem każda skała pękała na okruchy, które z kolei porywały woda lub wiatr. Kwarc ma bardzo wysoką twardość dlatego jest bardzo odporny na działanie procesów wietrzenia: woda i słońce zniszczyły inne składniki ze skał, a pozostały same ziarna kwarcu. Dalej były one transportowane na duże odległości, po drodze toczyły się, obijały o siebie i jeszcze mocniej kruszyły, aż stały się częścią piasku na morskiej plaży.

Można zatem powiedzieć, że piasek powstał z rozkruszania się twardych skał.

Ale czasami  między luźne ziarna sypkiego piasku dostaje się nowy osad. Całość twardnieje i po kolejnych milionach lat zamienia się w twardą, litą skałę osadową — PIASKOWIEC, który znów się rozkrusza i ponownie zamienia w piasek.

Piaskowce w wielu przypadkach możemy rozpoznać w ten sposób, że po potarciu palcem ich powierzchni będą się kruszyć drobne ziarna piasku.

A jak powstaje kwarc? Woda płynąca podziemnymi ciekami przepływa w pobliżu skał gorących, ogrzewa się, rozpuszcza niektóre minerały zawarte w tych skałach, a po dotarciu do miejsc chłodniejszych minerały te ponownie krystalizują się. Tak powstają kryształy kwarcu, szmaragdy, akwamaryny i inne.

OPAL. CHALCEDON. KWARC

Podczas rozkładu drewna w Paleocenie powstawały kwasy, powodujące miejscowe obniżenie się pH, co z kolei było przyczyną wytrącania się krzemionki z przepływających przez drewno roztworów wodnych. Podczas tego procesu zachodziły przemiany związane z wymianą celulozy komórek drewna na koloidalną krzemionkę. Z biegiem czasu koloidalna krzemionka (żel) znajdująca się w drewnie – w wyniku odwodnienia – przekształcała się w opal (Si02 × 2H2O). Gdy proces krystalizacji roztworu krzemionkowego rozpoczyna się na tym etapie, powstaje opal drzewny. W wyniku dalszych przemian, związanych również z odwodnieniem opalu, powstaje chalcedon czyli kwarc mikrokrystaliczny a w końcowym procesie kwarc.
 

CZY COŚ ŁĄCZY DIAMENT i GRAFIT?

     Pierwsze skojarzenie z diamentami to biżuteria, a z grafitem to ołówek. A  to po prostu odmiany pierwiastka określanego w układzie okresowym symbolem C - węgiel.

     Już od czasów starożytnych  po dzień dzisiejszy niemal 80% wszystkich wydobywanych diamentów jest wykorzystywane w przemyśle: do wiercenia, cięcia, szlifowania i polerowania.

Z racji tego, że diament jest najtwardszą substancją naturalną występującą w przyrodzie (10 w skali Mohsa) używano go do nadania szlifu innym kamieniom ozdobnym np. minerałom: rubin i szafir, które na większą skalę były wykorzystywane w jubilerstwie niż diament. Dopiero marketing XX wieku wykształcił w ludziach ogromną chęć posiadania przepięknie wyszlifowanych brylantów. 

 

W sieci krystalicznej diamentu atom węgla C łączy się z czterema innymi atomami węgla (węgiel jest czterowartościowy). Wszystkie odległości między atomami węgla, są jednakowe, co daje uporządkowaną sieć krystaliczną. Diament jest kryształem bezbarwnym, przezroczystym. Zanieczyszczenia nadają mu różnorakie zabarwienie (czerwone, zielone, niebieskie, brązowe).

Sieć przestrzenna grafitu składa się z równoległych warstw ułożonych jedna nad drugą. W obrębie każdej warstwy każdy atom węgla C połączony jest z trzema innymi atomami węgla. Odległość między warstwami jest dwukrotnie większa niż długość wiązań w obrębie warstwy. Dzięki tym słabym wiązaniom grafit jest miękki i daje się łatwo łupać. Jest niepalny. Grafit stosuje się do produkcji ołówków (rysików), smarów czy w przeszłości do budowy kul armatnich.
 

 

DLACZEGO DIAMENT JEST PRZEźROCZYSTY A GRAFIT CZARNY?

      Diament i Grafit to odmiany alotropowe węgla, pierwiastka oznaczanego w układzie

okresowym pierwiastków symbolem C. Różnią się między sobą ułożeniem atomów,

rodzajem i energią wiązań chemicznych, a to decyduje jaką część widma światła widzialnego

substancja odbija, a jaką pochłania, w następstwie tego nasze oko widzi daną barwę. 

       W diamencie każdy atom węgla połączony jest z czterema sąsiednimi atomami,

co sprawia, że wszystkie elektrony walencyjne są silnie związane i nie mają swobody ruchu. W rezultacie diament nie przewodzi prądu elektrycznego i nie absorbuje (nie pochłania) promieniowania w widmie widzialnym. Dlatego jest przeźroczysty

       Grafit prawie całkowicie pochłania promieniowanie widzialne.Wiązania między atomami C tworzą trzy z czterech elektronów walencyjnych,

czwarty pozostaje niezwiązany. To sprawia, że grafit jest bardzo dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego,a równocześnie łatwo pochłania

promieniowanie widzialne.

A JAK POWSTAJE DIAMENT?

      Do dziś pozostaje zagadką proces powstawania naturalnych diamentów.

Najprościej rzecz ujmując diamenty “rodzą” się w głębi Ziemi na głębokości około 150 km. Tam zalega ciekła magma, z której składników  krystalizują  diamenty. Dochodzi do tego  w warunkach bardzo wysokiego ciśnienia oraz temperatury rzędu 1100-1300°C. W czasie gwałtownej erupcji wulkanicznej magma wydostaje się na powierzchnię ziemi wraz z diamentami. Tam zastyga, a powstałe skały diamentonośne pod wpływem czynników atmosferycznych mogą ulegać niszczeniu i być przenoszone (np. przez rzeki) setki kilometrów od miejsca, w którym się pojawiły. Najsłynniejsze miejsce, gdzie można znaleźć diamenty to kopalnia kimberlitów w Afryce Południowej.

 

A JAK POWSTAJE GRAFIT?

Grafit jest produktem końcowym przemiany substancji organicznych bogatych w węgiel w czasie  metamorfizmu skał, pojawia się w pegmatytach, granitachporfirach, wśród gabr, w łupkach grafitowych i łupkach krystalicznych. W Polsce wydobywany jest na Dolnym Śląsku.

A CO TO BRYLANT?

    W wyniku obróbki diament szlifowany jest najczęściej na ośmiokąty innym diamentowym krążkiem. W wyniku tego procesu zmniejsza swe pierwotne wymiary nawet o 50%, rezultatem szlifowania jest BRYLANT, odznacza się silnym połyskiem.

Najcenniejszymi diamentami zbiorach Polski to: Wielki, czarny diament w złotej puszce św. Stanisława (skarbiec katedry na Wawelu) oraz bezbarwny 10- karatowy diament w koronie Jana Kazimierza (skarbiec na Jasnej Górze).

 

grafit i diament.jpg

POLSKIM DIAMENTEM nazywany jest KRZEMIEŃ PASIASTY.

Jak to krzemień? Przecież krzemień służył człowiekowi od dawna do krzesania ognia czy wyrobu ostrza do siekiery. Tak. Prawda. 

Ale krzemień pasiasty występuje tylko w jednym miejscu na świecie - w Polsce, w Górach Świętokrzyskich w okolicach Sandomierza.  Jest to kamień rzadszy niż diament. I dlatego ze względu na rzadkość występowania jest przez jubilerów nazywany polskim diamentem. Biżuteria z tych kamieni jest cennym trofeum, wzorzyście ułożone pasy jasne i ciemne stanowią drogocenne ozdoby, również wśród gwiazd Hollywood. W starożytności doceniano jego właściwości uzdrawiające, ochronne, energetyczne i wzmacniające jasnowidzenie. 

W naszym kraju spotykamy również inne rodzaje krzemieni: czekoladowe (Janików, Mielnik n.Bugiem), czerwone (Grzybowa Góra k. Skarżyska), niebieskie (Włoszczowice, Tokarnia), okrągłe niczym jajka (narzutowe na Pomorzu).

_MG_7079.JPG

Krzemień pasiasty z postacią kobiety "Baletnica" fot.Aneta Guzik

G_6861.jpg

fot. Aneta Guzik

G_7011.jpg

fot.Aneta Guzik

Węgiel kamienny - Kora kamienna - Skamieniałe drzewo - Co to za kamienie?

WĘGIEL KAMIENNY to skała osadowa pochodzenia organicznego. Powstała z uwęglenia ok 300 mln lat temu szczątków roślin drzewiastych tj. 30-metrowych widłaków i paproci, 20-metrowych skrzypów. Proces tworzenia się węgla był długotrwały i odbywał się bez dostępu powietrza. Rośliny ulegały zwęgleniu w stopniowo obniżających się obszarach bagiennych, okresowo zalewanych przez wody lądowe lub morskie. Powstałe wtedy pokłady węgla noszą nazwę: węgla karbońskiego, a w Polsce węgiel kamienny występuje na obszarze Górnego Śląska, Dolnego Śląska i Lubelszczyzny. 

SKAMIENIAŁE DRZEWO

Na przełomie dwóch okresów geologicznych karbonu i permu klimat uległ zmianie: stał się bardziej suchy. Szczątki roślinne nie ulegały zwęgleniu lecz zostały zastąpione przez minerały wytrącające się z roztworów przepływających przez tworzące się w tym okresie skały osadowe, głównie celuloza zastąpiona została przez krzemionkę ( dwutlenek krzemu). Skamieniałości roślinne permu mają często postać skał krzemionkowych, bardzo twardych, niedających się zarysować nożem, z widoczną niekiedy strukturą drewna. Po wypolerowaniu są one bardzo efektowne i stanowią okazy sprzedawane na giełdach.

Fragmenty skrzemieniałych pni drzew znajdowane są w południowej Polsce, w okolicach Włoszczowic możemy znaleźć fragmenty drzew sprzed 60 mln lat, prawdopodobnie z Kredy. Badania wykazały, że są to fragmenty drzew liściastych (w większości wiązów).

KORA KAMIENNA wyglądem przypomina korę drzewa, ale jest naturalnym kamieniem, trwała, odporna na czynniki atmosferyczne, dlatego często stosowana do dekoracji ogrodów jako wysypka koło krzewów. Powstała z przeobrażenia się granitów ( skał magmowych) w warunkach wysokiego ciśnienia rzędu 0,6–0,8 Gpa i temperaturze  500–700 °C. Charakteryzuje się równoległym ułożeniem minerałów. Zwykle laminy skaleniowo-kwarcowe są jaśniejsze (białe, jasnoszare, różowe, czerwone), a łyszczykowe ciemniejsze (szare, srebrzyste, zielonkawe, czarne). 

 

Co łączy węgiel kamienny z wapieniem i piaskowcem? 

Są to  trzy rodzaje skał, w których możemy odnaleźć skamieniałości. Najczęściej spotykane w Polsce szczątki zwierząt sprzed milionów lat to muszle małży,otwornic i ramienionogów, a także pancerze trylobitów.

      Odciski i szczątki pędów, pni, liści, nasion oraz korzeni roślin bardzo często spotykane są w węglu kamiennym oraz skałach, które mu towarzyszą: głównie piaskowcach. Skamieniałości te można znaleźć na terenie Górnego Śląska, a także w okolicach Wałbrzycha, Nowej Rudy oraz Kamiennej Góry w województwie dolnośląskim.

      Odciski  skorupek, szkieletów, muszli najczęściej spotykamy w skałach wapiennych i piaskowcach. Organizmy wodne zbudowane z węglanu wapnia po swej śmierci opadły na dno, a następnie zostały scementowane. Powstałe w ten sposób wapienie mają kolor biały. W Polsce ze skał wapiennych zbudowane są Pieniny, Jura Krakowsko – Częstochowska. Wapienie są stosunkowo miękkimi skałami i można je bezproblemowo zarysować kluczem lub scyzorykiem.