Minerály

Zemská kůra je budována horninami, které sami představují shluky minerálů. Nejpěknější vzorky minerálů se vyskytují obyčejně na hydrotermálních žílách. Velmi horké kapaliny cirkulují na poruchách v zemské kůře. Tyto kapaliny obsahují prvky, z nichž se minerály vytvářejí. Kromě toho se jednotlivé nerosty vyskytují ve vyvřelých horninách, kde krystalují přímo z chladnoucího magmatu (hornina roztavená pod zemským povrchem) nebo lávy (roztavená hornina vyvřená na zemský povrch). Řada minerálů vzniká v metamorfitech při překrystalizování předchozích hornin. V některých sedimentárních horninách, jako např. ve vápencích, evaporitech a železných rudách, krystalizují nerosty snadno z nízkoteplotních roztoků často velmi blízko zemského povrchu.

Magmatická tvorba minerálů
V jinak pevném zemském nitru mohou za určitých fyzikálních a chemických podmínek lokálně vznikat horninové taveniny (magmata), jejichž teplota se podle chemického složení pohybuje od 650 do 1250°C. Tyto taveniny vystupují buď na zemský povrch a vznikají tak výlevné vyvřelé horniny (vulkanity) nebo zůstávají skryty ve větších hloubkách, čímž vznikají hlubinné vyvřelé horniny (plutonity).
Při ochlazení vznikají ještě při velmi vysokých teplotách taveniny první krystaly. Později při dále klesající teplotě ztuhne hlavní část taveniny a vzniká vyvřelá hornina. V této fázi krystalizace vznikají nejdůležitější magmatické minerály, jako například horninotvorné křemičitany olivín, pyroxeny, živce a po nich také křemen.
Po hlavní krystalizaci zůstává z původního magmatu jen velmi malá část, takzvané zbytkové magma. To je bohaté na mnoho vzácných prvků, pro něž se vzhledem k jejich příliš velkým nebo příliš malým atomů nenašlo místo v krystalických strukturách horninotvorných křemičitanů. Zbytkové magma obsahuje dále také mnoho vody a oxidu uhličitého, a je proto velmi pohyblivé. Může ztrhnout v puklinách již dříve vytvořených hornin, přičemž vznikají často i obrovské krystaly. Tyto světlé horniny, složené hlavně z živce a křemene, se označují jako pegmatity. Pegmatitického původu je řada drahých kamenů, například topazy, akvamaríny, turmalíny a růženíny. Snadno těkavé a zčásti velmi agresivní a slučivé pegmatitcké roztoky mohou po puklinách a trhlinách pronikat do okolních hornin a výrazně je měnit. Dochází přitom k pneumatolytické tvorbě minerálů, které vděčí za svůj vznik důležitá ložiska cínových, wolframových a molybdenových rud ve vrchních částech velkých žulových těles. Při teplotě nižší než 500°C přechází taveniny do roztoků, které se skládají hlavně z vody, oxidu uhličitého, rozpuštěných těžkých kovů a oxidu křemičitého. Této fázi tvorby minerálů se říká hydrotermální. Velká část ložisek barevných kovů vhodných k těžbě se váže právě k tomuto typu tvorby minerálů. Hydrotermálního původu jsou například známá německá ložiska v horním Harzu, v oblasti Siegerlandu a v saské části Krušných hor. U nás jsou to třeba ložiska příbramská.

Minerály sedimentárního původu
Všechny nerosty a horniny jsou na zemském povrchu vystaveny mnoha rušivým vlivům, které souborně označujeme jako zvětrávání. Fyzikálními a chemickými procesy nebo působením organismů se krystaly rozpouštějí, mění a transportují. Ze živců se přitom tvoří kaolín, velmi důležitý pro výrobu porcelánu. Z bazických hornin vznikají v tropech vydatná ložiska bauxitu a lateritu, důležité suroviny pro výrobu hliníku a železa.
Minerály, které nejsou pro svou velkou tvrdost a chemickou odolnost rozrušeny, mohou být gravitací a vodou pouze přepravovány jinam a mohou obohacovat říční nebo pobřežní písky. V této souvislosti mluvíme o rozsypových ložiskách, k nimž se počítají mnohá důležitá naleziště zlata, platiny, diamantů, cínovce a monazitu. Voda dopravuje ovšem také látky při zvětrávání rozpuštěné, jako soli a uhličitany, do moře. Při vypařování lagun rozpuštěné látky znovu krystalizují a tvoří takzvané vysrážené horniny (evapority). Příkladem takovýchto chemických usazenin jsou velká solná ložiska z období svrchního permu v severní části Německa.

Minerály metamorfního původu
Žhavé tekuté magma vystupující z hlubin Země působí také na jednotlivé vrstvy zemské kůry, do nichž proniká. Mění okolní starší horniny, zejména usazené, jednak vysokou teplotou a tlakem, jednak chemickými reakcemi. Usazené horniny přitom nabývají jiného vzhledu a jiných fyzikálních i chemických vlastností. Těmito pochody se tvoří druhotně nové, přeměněné horniny a minerály. Rozlišujeme regionální metamorfózu, při které se přeměňují rozsáhlé horninové komplexy zvýšeným tlakem a teplotou v hlubinách zemské kůry, a kontaktní metamorfózu, při níž dochází k působení žhavého magmatu na okolní horninu. Metamorfované horniny, které přitom vznikají, mají většinou charakteristické složení. Typickými metamorfovanými minerály jsou například granát, silimanit, andalusit a disten, staurolit, cordierit a vesuvian.
Z výskytu těchto jednotlivých minerálů lze vyvozovat dokonce podmínky vzniku hornin. Disten se tvoří například výhradně v horninách, které jsou vystaveny velmi vysokým tlakům, andalusit je typickým minerálem hornin vzniklých kontaktní metamorfózou. Při teplotě v rozmezí zhruba 650 - 900°C začíná tavení (anatexe) metamorfovaných hornin a koloběh se vrací znovu k vyvřelým horninám.

Nerostné žíly
Jsou to tabulkovité plochy, složené z nerostů, často pronikající napříč stávajícím horninovými strukturami. Původně to mohly být zlomy, kde horniny byly rozlámány a došlo k pohybu jedné části horninové masy ve vztahu k druhé části, anebo pukliny, kde se poruchy objevují bez pohybu. Takové žíly mohou celé vyplněny nerosty, anebo může dojít ke krystalizaci kolem rozlámané horninové hmoty (brekcie).