Carstvo minerala

ČOVJEK I MINERALI

Minerali tvore jedno od temeljnih “carstava prirode”. Od njih je gra­đena čvrsta Zemljina kora. Kao osnova prehrane biljaka, čine početnu točku cjelokupnog hranidbe­nog lanca na Zemlji, tako da bez njih, možemo reći, ne bi bio moguć život kakav poznajemo.

Bez minerala je nezamislivo gotovo cjelokupno ljudsko stvaralaštvo. U prošlosti smo pomoću njih iskresali vatru, samljeli prve žitarice, napravili prva oruđa, ali i oružja. Čitava razdoblja ljudske povijesti određena su sposobnošću proizvodnje i obrade minerala. Kameno, bakreno, brončano i željezno doba ukazuju na dominan­tnu ulogu određenih vrsta minerala pri izradi oruđa.

PC ČIPOVI
Kompleksni strujni krug računala urezan je na silicij­skom čipu veličine nokta. Silicij se u prirodi ne nalazi u elementarnom stanju, već u obliku raznih spojeva. Čisti silicij dobiva se na više načina, npr. redukcijom silicijeva (IV) oksida (kvarca) koksom pri temperaturi od oko 2100°C. Kad je izdvojen, najčišći silicij sastoji se od puno mikroskopski sitnih kristala. Da bi se dobio veliki monokristal potreban za proizvodnju čipova, silicij se rastali na 1440°C. U taljevinu se uroni mali kristal silicija pričvršćen na dršci. On se uz stalnu vrtnju polako izvlači iz taljevine, pri čemu se na njemu kristalizira silicij iz taljevine. Tim postupkom može se dobiti kristal promjera do 20 cm i mase od 70 kg. Iz tog kristala može se izrezati oko tisuću ploča debljine 1 mm. Na ploču se dodaju strujni krugovi, te se siječe na stotinjak pojedinih čipova od kojih svaki sadrži milijune električnih tranzistora.

Današnji tehnološki napredak je takav da ne možemo izdvojiti niti jedan mineral posebno; za opstanak naše civilizacije neophodne su sve vrste mineralnih sirovina. Od minerala gradimo kuće, strojeve i ostala pomagala. Praktički je nemoguće nabrojati sve raznolike načine primjene minera­la danas – od korište­nja platine u izradi katalizatora, rubina za laserske zrake, silicija za kompjutorske čipove, plutonija kao  goriva za nuklearne reaktore, itd. Raznovrsni uređaji, alati i strojevi nezamislivi su bez mnogih novo­otkrivenih legura metala. Umjetnici su od njih stvarali zadivljujuće skulpture i pripremali palete boja za djela neprolazne vrijednosti. Od njih pravimo lijekove, a koristimo ih i kao dodatak prehrani.

KVARCNI SATOVI
Kristal kremena ili kvarca, jednog od najraširenijih minerala, posjeduje neobično svojstvo vibriranja kada kroz njega prolazi električna struja. Elektricitet iz baterije u satu uzrokuje u kristalu sto tisuća titraja u sekundi, gotovo bez odstupanja (propusti jednu vibraciju na svakih 10 bilijuna), što omogućuje postojano ravnomjerno pokretanje kazaljki sata.

Ali, koliko zaista znamo o tom svijetu koji tvori tlo po kojem svakodnevno hodamo?

Riječ kristal potječe od grčke riječi kryos što znači “ledeno hladan”. U antička vremena vjerovalo se da je gorski kristal (bezbojni varijetet kremena) nastao od najčistije vode koja se u uvjetima iznimne hladnoće pretvorila u postojan oblik leda.

ŠTO SU MINERALI?
Minerali su prirodne, fizikalno i kemijski homogene tvorevine koje čine čvrstu Zemljinu koru. Kad kažemo da su minerali prirodne tvorevine Zemljine kore, time naznačavamo da je njihov postanak vezan uz nastanak kore našeg planeta te uz sva zbivanja koja se i sada u njoj odvijaju. Prirodno podrijetlo minerala isključuje čovjekovo sudjelovanje u njihovu nastanku.

Minerali nastaju iz otopina iz kojih kristalizacijom ili izlučivanjem  prelaze u kruto tijelo, mineral. Budući da se u otopinama nalaze smjese različitih tvari, iz njih se mogu razviti i različiti minerali. Određeni uvjeti, temperatura, tlak, koncentracija otopljenih tvari i priroda otopine, drže otopljene tvari u ravnoteži. Promjenom samo jednog uvjeta pomiče se ravnoteža i otopljene tvari se počinju izlučivati, kristalizirati. O navedenim uvjetima ovisi dakle koja će i kako će se pojedina tvar izlučiti iz otopine.

Kada se neka mineralna tvar kristalizira, može se kristalizirati ili u kristalnim nakupinama ili u jasnim kristalima, što ovisi o uvjetima u kojima se vrši kristalizacija.

Zasebni kristali nastaju pri povoljnim uvjetima i uz dovoljno pro­stora za rast, a mogu se razviti u slobodni ili u prirasli kristal.

Agregati su skupine minerala s nepravilnim međusobnim odnosom. U prirodi su mnogo češći od zasebnih kristala.

Kao posljedica pravilne unutrašnje građe minerala, u pogodnim se uvjetima ja­vlja i njihov pravilan vanjski oblik, kristalni oblik ili jednostavno kristal. Pravilan oblik brušenih dragulja nije prirodan oblik kristala jer su oblikovani čovjekovom rukom.

Stijena (kamen) je prirodna nakupina čestica jedne ili više vrsta minerala. Stoga ih nazivamo mineralnim agregatima (lat. aggregare – nagomilati).

Stijene tvore litosferu. Neke stijene sadrže samo jedan mineral; ipak, većina ih se sastoji od nekoliko vrsta.
Stijene i primjerci ruda sastoje se od pojedinih mineralnih zrna. Ponekad su ona tako mala da ih možemo razabrati samo elektronskim mikroskopom. U drugom slučaju, ona mogu svojim slobodnim krajem rasti u šupljine koje postoje među stijenama i narasti do divovskih razmje­ra. Bez obzira je li veliko ili malo, svako zrno predstavlja jednu jedinku, mineralni individuum. Sva mineralna zrna istog kemijskog sastava i iste strukture predstavljaju jednu vrstu minerala.

Minerali se javljaju u dva oblika:
Kristalizirani minerali (kristali) imaju pravilnu unutrašnju građu koja se sastoji u određenom rasporedu atoma ili iona toga minerala u prostoru. Pojavljuju se kao pravilna geometrijska tijela omeđena ravnim plohama.

Amorfni minerali nemaju pravilnu unutrašnju građu. U prirodi se nalaze puno rjeđe od kristala. Neki ih mineralozi nazivaju mineraloidima, jer ne zadovoljavaju definiciju minerala. Jedan od takvih minerala je opal.

Jezero Glimmering Moraine, Nacionalni park Banff, SAD

Jezero lave vulkana Kilauea, Havaji

MINERALNI KRUŽNI TOK

Stijenski ciklus je kružni proces kojim iz postojećih stijena na­staju nove. U tom kružnom procesu koji traje milijunima godina teško je odrediti početnu točku, ali ako se već od nečega mora započeti, najbolje je početi od magme – izvorišta magma­tskih i vulkanskih stijena.

Iz rastaljene magme koja se diže prema Zemljinoj površini, nastale su njenim hlađenjem i skrućivanjem magmatske ili eruptivne stijene. Na magmatske stijene koje su dospjele na površinu Zemlje djeluju prirodne sile, izazivajući proces njihova trošenja.
Nastale sitne čestice talože se u jezerima, riječnim deltama, pustinjama ili na morskom dnu, stvarajući slojeve. Ti su sedimentni slojevi kroz duga vremenska razdoblja izloženi mnogim fizikalnim i kemijskim procesima koji rezultiraju stvrdnjavanjem, te tako na­staju sedimentne ili taložne stijene.

Tako nastale stijene, ali i one magmatske, mogu tektonskim poremećajima biti ponovno povučene u dubinu Zemljine kore. Što su stijene dublje u Zemljinoj kori, izložene su većoj temperaturi i tlaku. Temperatura i tlak uzrokuju postupnu preobrazbu ovih stijena u metamorfne stijene.

Daljnjim tektonskim pomacima stijene mogu biti vraćene na površinu Zemlje, ali i biti gurnute još dublje u unutrašnjost Zemlje te, rastalivši se u magmi, tako biti vraćene na početak ciklusa.

OD MAGME DO POVRŠINE

Iz rastaljene magme koja je krenula prema površini hlađenjem se kristaliziraju magmatski minerali. Minerali koji se kristaliziraju direktno iz magme, pri temperaturi između 1000 i 800°C, zovu se pirogeni minerali (grč. pyr – vatra, genesis – postanak). U ovoj fazi nastaju oksidi i sulfati teško taljivih kovina kao što su magnetit, kromit, ilme­nit, itd.

Nacionalni park Plitvička jezera sa­stoji se od 16 jezera koja se preko stepenastih sedrenih brana spuštaju u veličanstvenim slapovima.

U tankom stijenskom pokrovu uslijed hlađenja i pokreta nastaju pukotine u koje prodiru ostaci magme. Od ove magme, na temperaturi od 700 do 500°C, slijedi daljnja kristalizacija i tada nastaju tzv. pegmatitne žile (grč. pegma – čvrsta veza), koje se poput grana na drvetu šire kroz stijene. U istim uvjetima iz hlapivih sastojaka magme izdvajaju se plinovi koji pod visokim tlakom nastavljaju put prema površini. Ti plinovi mijenjaju sastav okolnih stijena stvarajući tzv. pneumatolitne minerale (grč. pneuma – plin, litos – stijena).

Pegmatitno-pneumatolitne žile su mjesta najveće mineralne raznolikosti i bogatstva. Tu možemo pronaći feldspate (glinence) poput ortoklasa i labradorita, sve vrste kremena, berile od kojih su bojom najpoznatiji smaragd i akvamarin, tinjce s turmalinima, topaze, korunde poput safira i rubina, itd.

Bakar

Daljnjim opadanjem tempe­rature i tlaka, magmatske pare i plinovi kondenziraju u vrelu vodu obogaćenu mineralima. Postupnim hlađenjem vode u pukotinama obli­kovat će se tzv. hidrotermalne žile (grč. hydra – voda, thermos – vruć) koje tvore bogata rudna ležišta metala. Tu se kristaliziraju minerali poput halkopirita, galenita, sfalerita, bakra, malahita, srebra, zlata, itd.

Na putu prema površini, osim što stvara nove, voda također ra­stvara stare minerale. Hidatogeni (grč. hydatos – voda) minerali nastaju kristalizacijom iz površinskih voda promjenom određenih fizikalno-kemijskih uvjeta. Na taj način nastaju sige, aragoniti, kristali modre i zelene galice u rudnicima bakra, gips, sumpor, kamena sol, itd.

Grafit je građen od međusobno vrlo slabo povezanih slojeva gusto zbijenih ugljikovih atoma, što mu daje svojstvo da ostavlja trag na papiru, pa se koristi za izradu olovaka.

SVOJSTVA MINERALA

Minerale se mo­že razlikovati prema nji­ho­vim fizikalnim svoj­stvima. Kristalnom strukturom određena su stalna fizikalna svojstva minerala kao što su cijepanje ili kalavost, tvrdoća, lom, elastičnost, savitljivost, specifična težina, te toplinska, optička, električna i magnetska svojstva.

Tvrdoća je otpornost minerala na udarac, tlak, paranje i brušenje, a ovisi o čvrstoći veza između atoma u kristalnoj rešetki.

Austrijski mineralog Friedrich Mohs godine 1812. osmislio je ljestvicu tvrdoće koja se još uvijek koristi. Izabrao je deset mine­rala kao standarde i poredao ih tako da svaki mineral u ljestvici može zagrebati onaj koji se u ljestvici nalazi ispred njega. Npr. kalcit (tvrdoća 3) će zagrebati gips (tvrdoća 2).

Intervali na skali tvrdoće nisu jednaki. Apsolutna razlika u tvrdoći korunda (9) i dijamanta (10) daleko je veća od cijelog preostalog dijela skale (1 do 9). Najveći broj minerala ima tvrdoću od 2 do 6.

Kremen ili kvarc poznat je po broj­nosti svojih varijeteta koji nose i zasebne nazive.

Pored oblika, boja je ono što najviše privlači pažnju kod minerala. Boja minerala ovisi o njihovoj građi. Neprozirni mine­rali apsorbiraju svjetlost, a prozirni je propuštaju. Neki minerali pojavljuju se samo u jednoj boji dok se drugi mogu pojaviti u gotovo svim bojama spektra.

Uzrok obojenosti minerala je prisustvo kromofora u njihovoj strukturi. Kromofori su kemijski elementi koji apsorbiraju samo određeni dio spektra bijele svjetlosti. Ovisno o tome pripadaju li kromofori osnovnoj kemijskoj strukturi određenog minerala ili su prisutni samo u tragovima, razlikujemo idiokromatske i alokromatske minerale.

Idiokromatski minerali su oni koji imaju vlastitu boju. To su prirodni pigmenti koji se od najstarijih vremena koriste u slikarstvu. Ponekad isti element može biti uzrok različitih boja u različitim mineralnim vrstama.

Za alokromatske minerale ne možemo reći koja im je boja karakteristična. Ako im sastav nije “onečišćen” malom količinom stranih elemenata, obično su potpuno bezbojni. Gotovo svo drago kamenje ima ove karakteristike; tako su rubin i safir samo crvena i plava varijanta minerala korunda, a smaragd i akvamarin zelena i svijetloplava varijanta berila.

ELASTIČNOST
Elastičnost je svojstvo minerala da se djelovanjem neke sile savija, a prestan­kom njenog djelovanja vraća u prvobitni oblik. Neki se minerali odlikuju velikom elastičnošću, npr. liskuni (tinjci). Tanki listić tinjca, dobiven cijepanjem, toliko je elastičan da ga možemo savijati oko prsta, ali čim prestane djelovati sila kojom smo ga savijali, liskun ponovno prelazi u svoj prvobitni oblik.

Safirna zvijezda

Chatoyance (efekt mačjeg oka)
Manifestira se kao svijetla linija koja se dobro ističe na poliranim površinama kristala brušenog u kabošon obliku (franc. cabochon – oblo brušen dragulj). Uzrok ovom efektu su paralelne šupljine ili mikroskopski uklopljeni kristalići minerala druge vrste. Opaža se kod krizoberila, kremena, berila i turmalina.

Mačje oko

Asterizam (efekt zvijezde)
Manifestira se kao šesterokraka sjajna zvijezda unutar kristala brušenog u kabošon obliku. Uglavnom se pojavljuje kod safira i rubina, a uzrok su iglice minerala rutila uklo­pljene u njihovu kristalnu strukturu.

Dijamant, kao i grafit, građen je od ugljika, ali za razliku od grafita ima izuzetno čvrstu kristalnu rešetku, što ga čini najtvrđim mineralom.

VELIČINA I TEŽINA
Priroda atoma i unutrašnji atomski razmještaj u mineralu određuju nje­govu specifičnu težinu. Ova su tri mineralna uzorka jednako teška. Budući da su atomi u galenitu i kremenu teži ili gušće zbijeni, njihov je obujam mnogo manji u odnosu na tinjac.

Labradorit i opal

LabradoresencijaManifestira se kao refle­ksna pojava živih boja u nekih glinenaca, a naročito labradorita. Ovisno o kutu promatranja, boja se mije­nja od žutozelene do modre. Dragulj izbrušen iz takvog varijeteta glinenca poznat je pod nazivom mjesečev kamen.

Opalesencija
Manifestira se kao “igra” različitih boja. Pojavi je uzrok difrakcija svijetlosnih zraka na slojevima SiO2 sferula od kojih je mineral građen. Slojevi manjih sferula daju modru, a većih žutu i crvenu boju.

DRAGO KAMENJE

Dijamant u prirodnom okružju. Dimenzije stranica iznose 15 mm.

Dijamant “Hope” (Nada). Poznat je po tragičnim sudbinama svojih vlasnika.

DIJAMANT
Riječ dijamant dolazi od grčke riječi adamas (nepobjediv), što mu potpuno odgovara jer je tvrđi od bilo koje prirodne ili umjetne tvari na Zemlji. Zbog njegovih izuzetnih osobina, smatra se prvakom među draguljima. U draguljarstvu se najviše cijene dijamanti “prve vode”, potpuno prozirni i bez grešaka. Osim bezbojnih, u prirodi se ponekad pojave i žuti, zeleni, crveni, modri, smeđi i crni dijamanti. Oni s punom i živom bojom vredniji su od bezbojnih dijamanata iste veličine.

Kod starih kultura dijamant je bio simbol savršenstva, a vjerovalo se da štiti od zlih čini, uklanja strah, omogućava pobjedu i pospješuje neporočnost.

Veliki dijamanti imaju svoja imena i povijest pisanu kroz stoljeća.

Ljudi su davno uočili kako između različitih, pa čak i istovrsnih minerala postoje primjerci koji se odlikuju izuzetnom ljepotom, prozirnošću, sjajem, igrom boja te velikom otpornošću na trošenje. Upravo ti vrlo rijetki primjerci, darivani kao izraz ljubavi, nošeni kao nakit i ukras, ali i kao oznaka bogatstva, ugleda i moći pojedinaca ili organizacija, prozvani su dragim kamenjem ili draguljima.

BRUŠENJE DRAGULJA – Većina dragog kamenja, kada se izvadi iz stijene, izgleda neugledno. Da bi se ukazali u svojoj punoj ljepoti, potrebno ih je rezati, brusiti i polirati, ističući njihova prirodna svojstva. Umjetnost brušenja dragulja ima dugu povijest, a svaki stil ima svoje ime. Danas je najcjenjeniji briljantni rez zato što maksimalno izražava lom svjetlosti i vatru bezbojnih dragulja.

Postoji oko stotinu vrsta minerala koji zadovoljavaju ovu prilično slobodnu definiciju. Najcjenjeniji su čisti kristali dijamanta, rubina, safira i smaragda. Većinu ostalih lijepih minerala, npr. ametist, tirkiz, žad, jaspis, karneol, itd., koji se koriste u draguljarstvu, zovemo poludragim ili ukrasnim kamenjem.

Dijamant “Star of Africa” (Zvijezda Afrike) nalazi se u britanskom kraljevskom žezlu i teži 530,20 karata.

Dragulji u tradiciji

Iako danas dragulji imaju samo ukra­snu vrijednost, zbog izuzetne rijetkosti i neobičnih karakteristika u stara je vremena čovjek draguljima pripisivao magična, čudesna svojstva. U svim starim civilizacijama kraljevi i svećenici koristili su izuzetne i složene dragulje, ne samo zbog njihove ljepote, već i zbog simboličke vrijednosti. Vjerovalo se da dragulji, snagom koja je u njima zatvorena, mogu liječiti, štititi od uroka te pobuđivati u ljudima određene plemenite osobine, ali i donijeti čovjeku nesreću ako njima nepravilno rukuje.  Smatralo se da se između dragulja i čovjeka koji ga nosi stvara savez duše, spoznaje i snage, ali snaga dragog kamena nije se mogla odvojiti od prirode onog tko ga nosi. Onaj tko je htio kori­stiti određeni kamen morao je biti čvrst i čist iznutra, u protivnom ne bi mogao kontrolirati snagu kamena.

U drevnoj su Indiji, Kini, Perziji i Egiptu dragulji bili simboli ezoterijske spoznaje. Stare civilizacije vjerovale su ne samo da su minerali živi, nego da svaki mineral nastoji evoluirati, dostići savršenstvo, postati dragulj, te da u tom smislu kroz milijune godina nastoje mijenjati svoju strukturu sve dok ne postane dijamantna.

SAFIR
Pod nazivom safir podrazumijevaju se zeleni, žuti, plavi, ružičasti, ljubičasti i bezbojni korundi, a male primjese željeza i titana odgovorne su za njihove boje. U draguljarstvu se najviše cijene duboko modri, ali ipak prozirni primjerci.

Za safir se tvrdilo da, pritisnut na čelo, uklanja bol u očima, štiti od nesreće, prijevara, zavisti i strahova. U kršćanstvu je simbol božanske pravde i čistoće.

SMARAGD
Smaragd je zelena vrsta berila. Uzrok zelenoj boji su male količine kroma u njegovu sastavu. Plinije Stariji napisao je kako smaragd uzbuđuje naše oko, jer nijedna stvar u prirodi nema živahniju zelenu boju od njega. U stara vremena nazivalo ga se kamenom proroka i obna­vljanja. Vjerovalo se da je dobar protiv slabosti te da povećava pamćenje i veselje. Besprijekorni smaragdi vrlo su rijetki. Jedan od najljepših primjeraka je Patricia, 632-karatni smaragd, pronađen u rudniku Chivor u Kolumbiji 1920. godine.

RUBIN
Rubin i safir su različito obojane vrste minerala korunda. Mala količina kroma razlog je crvenoj boji rubina, a u draguljarstvu se najviše cijeni duboka, karminsko crvena boja, tzv. boja golubinje krvi.

Čisti rubin najrjeđi je mineral u prirodi, pa su ga možda upravo zato stari Indijci nazivali ratnaraja (car dragulja). Vjerovalo se da uklanja tugu i zle misli, pojačava snagu i rad srca te štiti protiv otrova i kuge.

VELIČINA DRAGULJA Prilikom prodaje dragulja, uz ostala svojstva, značajna je veličina dragulja koja se obično izražava težinom. Težina dragulja mjeri se karatima (grč. keration – sjemenka rogača) – jedan karat iznosi 0,2 grama. Briljanti u prirodnoj veličini, brojevi izražavaju veličinu u karatima.

POVIJEST DRAGOG KAMENJA

Povijest dragog kamenja puna je pustolovina, legendi, priča o dobroj sreći ili prokletstvu. Na njih se oduvijek gledalo kao na nešto egzotično, rijetko i vrijedno. Mnogi od njih dopremani su dugim i opa­snim trgovačkim rutama iz dalekih i nepoznatih zemalja, što ih je činilo još tajanstvenijima i vrednijima.

DRAGULJI I ZVIJEZDE
Postoji duga tradicija koja povezuje drago kamenje s astrološkim znacima i planetima, i pridaje im iscjeliteljska i duhovna svoj­stva. Drevni Babilonci koristili su drago kamenje kao talisman, vjerujući da ono sadrži određene duhovne kvalitete koje prenosi i na svoju okolinu. Ta se tradicija preko Grka i Rimljana nastavila i u srednjovjekovnoj Europi, a slična vjerovanja nalazimo i kod drugih drevnih naroda širom svijeta.

Srednjovjekovna europska tradicija ostavila je pisane rasprave o dragom kamenju, opisujući njihov simbolizam i veze s pla­netima, njihova skrivena svojstva te koristi koje dobivaju oni koji o njima kontempliraju ili ih nose. Vjerovalo se npr. da plavi safir uzdiže misli prema nebeskim stvarima.

OPAL
Opal je amorfni mineral s djelomičnom kristalizacijom. Sastav mu je sličan kremenu, ali s promjenjivim sadržajem vode. Često uključuje razne primjese koje mu daju raznoliku obojenost. U draguljarstvu se koriste vrste koje se odlikuju prelijevanjem živih boja te vatreni opali crvene ili narančaste boje. Što je uzrok prekrasnoj igri boja, nije u potpunosti objašnjeno. Nestabilnog je sastava te, ako izgubi vodu, može promijeniti boju ili čak ispucati. Ime vjerojatno duguje sanskrtskoj riječi upala (dragi kamen).

LAPIS LAZULI
Lapis lazuli je rijedak neprozirni meta­morfni mineral koji često sadrži zrnca pirita, zbog čega ispoliran podsjeća na modro nebo ispunjeno zvijezdama. Upravo zbog te osobine stari su ga narodi veoma cijenili. Kod Egipćana i Kineza bio je simbol pravde.

Danas se od svih dragulja najviše cijeni dijamant, ali nije uvijek bilo tako. Tijekom povijesti mijenjali su se moda i ukus te su na cijeni bile različite vrsta dragulja. Drevni su Egipćani najviše cijenili smaragd i lapis lazuli, dok su stanovnici pretkolumbovske Amerike, pored smaragda, najviše držali do tirkiza i žada. Rubin, safir, dijamant i opal bili su traženi u drevnoj Indiji i Perziji. U Mezopotamiji nalazimo naj­starije ukrase od lapis lazulija i tirkiza, a žad je bio omiljen u Kini. Stari su Grci cijenili topaz, opal, gorski kristal i ametist, a Rimljani, pored smaragda i safira, najviše ametist, jaspis i karneol. U srednjovjekovnoj Europi vjerovalo se da je plavi safir dragulj s najboljim svojstvima.

TIRKIZ
Tirkiz je, kao i lapis lazuli, neproziran metamorfni mineral čija boja varira od svijetlo modre do zelene. U pretkolumbovskim srednjoameričkim kulturama simbol je dnevnog neba i snage Sunca. Starim Egipćanima služio je kao talisman za zaštitu protiv nesreća i bolesti.

Mnoge priče o draguljima prenosile su se usmenim putem, a mnoge su zapisane u pismima i dnevnicima putnika, poput Marka Pola koji opisuje safire iz Ratnapura, ili francuskog trgovca Tavaniera iz XVII. st. koji se obogatio trgujući draguljima iz Indije.

ŽAD
Ovaj se naziv u draguljarstvu pri­pisuje dvjema vrstama metamorfnih minerala: piroksenu – jadeitu i amfi­bolu – nefritu. Žad se sastoji od vrlo tankih, jako izduženih i isprepletenih kristala, poput vlakana, što mu daje izuzetnu čvrstoću i žilavost, stoga se može reći da je po tome prvak u mineralnom svijetu, kao što je to dijamant po tvrdoći. Najviše se cijeni “carski žad” prozirne, smaragdno zelene boje. U staroj Kini cijenjen je kao simbol savršenstva i pet uzvišenih vrlina, te je bio glavno obilježje svega carskog.

Česte krađe, nestanci na određeno vrijeme i preoblikovanje poznatih dragulja čine njihovu povijest složenom i zagonetnom.

Najzanimljiviju i najstariju povijest nedvojbeno ima dijamant Koh-i-Noor (Brijeg svijetlosti) čije se ime spominje još u drevnom indijskom epu Mahabharata. Legenda uz njega vezuje proročanstvo: “Tko ima dijamant, njegov je svijet. Ali samo bog ili žena smiju ga nositi nekažnjeno.” Nakon više promjena vlasnika i pre­oblikovanja, danas se nalazi u vlasništvu britanske kraljevske obitelji.

AMETIST je ljubičasto obojeni kremen čija boja potječe od male količine feriona. Ime mu potječe od grčkog naziva ametusios (koji nije pijan). Vjerovalo se da čuva od svakog vida opijenosti i pijanstva.

Brdo otpadnog materijala iz rudnika zlata. Ovaj otpad sadrži određenu količinu zlata i čuva se jer bi se poboljšanjem tehnologije mogao ponovno eksploatirati.

RUDE I METALI

Metali (grč. metallon – rudnik) ili kovine su sitnozrnasti kristalni agregati koji se odlikuju neprozirnošću i izuzetnim sjajem, dobrom vodljivošću topline i elektri­citeta, te mogućnošću obrade lijevanjem i kovanjem. Neke vrste metala kao što su bakar, srebro, zlato, platina, željezo, živa i olovo pojavljuju se kao samorodni elementi, ponekad i u razvi­jenim kristalnim oblicima.

Najstariji način traženja ruda je uz pomoć rašlji, kojima su se, uz stroga pravila pripreme, služili prvi “geolozi” – rašljari. Ako bi svi potrebni uvjeti bili zadovoljeni, onda bi se iznad rudnog ležišta rašlje pokretale.

Srebrna žila u rudniku srebra

Danas postoji više načina traženja rudnih ležišta, od satelitskih snimaka i bušotina, do geoloških ispitivanja raznim instrumentima poput magnometra, ispitivanja vegetacije, itd., ali ni ovi moderni načini ne jamče siguran uspjeh. Mnoga su važna nalazišta otkri­vena slučajno, kao npr. rudnici zlata u Nevadi koje je, prema priči, otkrio neki geolog po škripanju svojih čizama po kamenjaru. Zvuk je ukazivao na prisutnost kremena koji se ponekad poja­vljuje kao osno­va zlatnih žila. Zbog ekonomske koristi koju donosi pronalazak rudnog ležišta, ne čudi da na Uralu koji je bogat rudnim ležištima, još i danas rudu znaju tražiti kao u povijesna vremena, pomoću rašlji.

OBRADA RUDA
Nakon vađenja iz rudnog ležišta, ruda se pročišćava od primjesa, a dobivena sirovina podvrgava se metalurškim procesima kao što su redukcija (topljenje rude pri visokim temperaturama), otapanje (kemijskim djelovanjem) i elektro­liza (izdvajanje metala iz kemijske otopine) kojima se iz rude dobivaju metali.

Pirit – jedan od minerala željeza

BIORUDARSTVO
Biorudarstvo je nova tehnika primje­ne bakterija kao što je Thiobacillus ferooxidans u dobiva­nju metala. Ovi najmanji rudari na svijetu “žvačući” urezuju “okna” u metalnim rudama, pri čemu izazivaju oksidacijske reakci­je koje iz ruda oslobađaju metal. Jedna četvrtina svjetske proizvodnje bakra dobiva se na ovakav način.

Mineral zlata

ZLATO
Od davnina je zlato cijenjeno zbog svojih osobina visokog sjaja, lijepe boje, otpornosti na koroziju, izuzetne mogućnosti oblikovanja i kovanja. Te osobine donijele su mu titulu savršenog metala i simbola samog Sunca. U pričama svih naroda zlato je slika vrlina, sreće i božanskih kvaliteta.
Zlato se koristi u draguljarstvu, zubarstvu, medicini, elektronskoj industriji, avioindustriji i izradi opreme za svemirska istraživanja.

SUHO ZLATO
Čistoća zlata već se dugi niz stoljeća označava u karatima. 24-karatno zlato je čisto zlato bez primjesa drugih metala, dok 18-karatno zlato ima 18 dijelova zlata i 6 dijelova nekog drugog metala u spoju.
Čisto zlato je vrlo mekano i lako se zagrebe noktom. Zato se u zlatarstvu zlatu obično dodaju bakar, srebro i još neki metali koji mu daju čvrstoću i određuju boju.

Mineral srebra

SREBRO
Manje je vrijedno od zlata i platine, a nedostatak mu je taj što njegova ispolirana površina patinira, te tako gubi sjaj. S druge strane, najbolji je provodnik topline i elektriciteta, izuzetno je kovno, a poznata su i njegova dezinfekcijska svojstva, te se nekad koristilo za pročišćenje vode.
Njegova najveća povijesna primjena svakako je u izradi novca, a danas se osim u draguljarstvu i zlatarstvu, koristi kao kontaktno sredstvo za precizne instrumente. Zbog velike sposobnosti refleksije koristi se i za izradu zrcala u optičkim instrumentima i industriji fotografskih materijala.

PLEMENITI METALI
Većina metala pod utjecajem vanj­skih faktora korodira, zbog čega ih je potrebno zaštititi nanošenjem nekog zaštitnog sloja na površinu. Rijetki metali koji su otporni na te utjecaje nazivaju se plemeniti metali. U njih se ubrajaju srebro, zlato, živa, renijum i platinski metali.

Mineral platine

PLATINA
Platina je u prirodi vrlo rijetka, a još se rjeđe javlja samorodna. Zbog toga je danas vrednija i od zlata. Iako su još stari Egipćani i pretkolumbovski Amerikanci koristili platinu za izradu ukrasnih predmeta, Europa će otkri­ti prava svojstva platine tek u XVIII. st. Njeno ime dolazi od španjolskog naziva za srebro (plata). Naime, zlato iz rudnika na rijeci Platino del Pinto (Kolumbija) bilo je onečišćeno nekim “lošim” srebrom koje se nije dalo topiti i samo je otežavalo pročišćavanje zlata. Zato su ga pogrdno nazvali “malim srebrom”.

Otporna je na visoke temperature i kiseline, pa se koristi u izradi opreme za kemijske laboratorije. Zbog dobrih katalizatorskih svojstava pri mnogim kemijskim procesima, najveća industrijska primjena platine danas je u preradi nafte i izradi katalizatora za smanjenje zagađenja iz ispušnih cijevi automobila.

Sumpor, tirolski granat i pirit imaju različite forme.

JESU LI MINERALI ŽIVI?

Iako odgovor izgleda jednostavan, mnogi uvaženi mineralozi prošlosti dvojili bi o tome kako odgovoriti na ovo pitanje.
Iz osnovnog obrazovanja znamo da znanost dijeli prirodu na živu i neživu, organski i anorganski svijet. Za znanost je osnovni kriterij života postojanje stanica kao bioloških jedinica. Iz toga slijedi sposobnost rasta i razmnožavanja, te evolutivni razvoj.

Prema toj podjeli jasno je da minerali po svojoj strukturi pripadaju anorganskom, dakle neživom svijetu. Ali, u prošlosti su mnogi mineralozi, uspoređujući minerale s biljnim i životinjskim organizmima, dolazili do zaključka da među njima postoje bazične sličnosti. Evo što o tome kažu očevi hrvatske mineralogije, dr. Mijo Kišpatić i dr. Fran Tućan, u knjizi Slike iz rudstva (1914).

Nečistoće u prozirnoj strukturi ukazuju na etape rasta kristala berila.

RAST
Jedno od osnovnih obilježja živih bića je rast. Živi organizmi rastu i to ne čitav život, već do određene dobne granice kada rast prestaje te nastupa doba zrelosti, starenja i smrti. Minerali također rastu. Imaju svoj početak, svoj razvoj i svoj završetak. Pri rastu svaki organizam ima sebi svojstvenu granicu ra­sta. Kristali barita nikad ne mogu narasti do veličine kristala kremena.

FORMA
Svaki organizam pri svom rastu poprima točno određenu formu po kojoj ga možemo na prvi pogled prepoznati. Po tome lako možemo razlikovati jednu vrstu od druge. I minerali imaju svoje specifične oblike po kojima ih možemo međusobno razlikovati. Razlike se očituju u veličinama plošnih kuteva, koje su stalne i nepromjenjive za različite vrste minerala.

Kamena sol (Halit) – inače kockastog oblika, kod ovog primjerka stranice ne rastu ravnomjerno.

Tek što nastanu i započnu rasti, minerali moraju iskušati vlastitu snagu. Sa svih strana prijeti im opasnost od vlastite ro­dbine, od onih individua što se razvijaju u njihovoj neposrednoj blizini – sve ih je obuzela težnja za što pravilnijim obli­kom i što boljim rastom…

ZACJELJIVANJE
U slučaju tektonskih poremećaja minerali mogu nastradati. Ako se mineral ošteti ili napukne, to mjesto će postupno zarasti dok ne ostane samo ožiljak koji podsjeća na staru ranu. Ako se uslijed oštećenja mineral prepolovi na dva dijela, tada će svaka polovica u prirodnim uvjetima nastaviti rasti dok obje ne poprime formu cjelovitog kristala.

Sličnost strukture – glava
virusa i struktura kremena.

SLIKE IZ RUDSTVA

A što je mineral? Živi li on, umire li? Kako postaje, kako nestaje? Razvija li se i razvijajući raste li? Ima li oznake života kakve zapažamo kod biljke i životinje?

Kao svaki organizam prirode, kao biljka i životinja, tako je baš i mi­neral individuum, biće koje je sastavljeno iz neke tvari, iz jednog ili više počela. Razlika je samo u tom što su ta počela u mineralu nešto jednostavnije složena, dok su u biljci i životinji ušla u vanredno zamršene spojeve. Kako ti spojevi ni u mineralima nisu uvijek isti, nego različiti, imamo i različitih minerala…

Kao svaki organizam tako je i mineral poprimio neku formu da manifestira svoj opsta­nak u prirodi. Jednostavna je to forma, pa dok se biljka diči prerazličitim oblicima, razgranavajući se sad ovako, sad onako, dok nam se životinja prikazuje sad kao sićušan crvak, pa riba, ptica, ili sisavac, evo minerala gdje se zaodjenuo u sitnu kocku, piramidu ili prizmu, u najjednostavnije likove carstva svoga – u ledce, kristale. I nisu te forme slučajne baš kao što nisu slučajne forme biljke i životinje. Sitna travka razlikuje se od golema hrasta, slavuj ptica od mrkog vuka, pa tako i alem kamen od kremena tvrda…

I tako svaki mineral ima druge bridne kutove, druge, ali stalne, i ta stalnost to je ono značajno kod minerala, baš kao što je, primjerice, lišće ili cvijet značajan za biljku..

Escinit pronađen u Norveškoj.

Primjerak krokoita kod kojeg su vidljivi ožiljci na­stali vjerovatno tektonskim poremećajima.

Kod ovog primjerka fluorita, svaki individualni mineral ometa razvoj susjednog.

Kako rekosmo, možemo mineral isto kao biljku i životinju smatrati organizmom, koji se pojavljuje u pravilnim formama, u kristalima. Mineral je dakle organizam, pa kao svaki organizam, tako je i on podvrgnut razvoju. A gdje je razvoja, tu je i života, gdje života, tu i smrti. A mineral se zaista razvija, raste, od sićušnog prelazi u veliki. Zato je kod minerala moguće pratiti stadij mladosti, kad je on u najbujnijem rastu, i stadij potpune doraslosti, kada unatoč obilnoj hrani više ne raste . Pri tom rastu zna neki mineral poprimiti i znatnu veličinu, te su našli već kristala kremenovih, koji su mjerili u obujmu i 8 metara; no ima minerala, koji usprkos i obilnoj hrani i drugim povoljnim uvjetima ostaju uvijek mali. To je ista pojava koju opažamo i kod biljki i kod životinja: mirisna ljubičica ostaje uvijek malena, a hrast izraste u pravog gorostasa, sitan miš neće nikad dostići veličinu brza konja…

Kad se mineral potpuno razvije, nalazi se u prirodi, kao i svi drugi organizmi, izložen mnogim neprilikama. No, on nastoji da tim neprilikama odoli, bori se za svoj opsta­nak, i tom borbom pokazuje da mu je mio život. Dogodi se često da u toj borbi zadobije i teških ozljeda. Pa što se u tom slučaju dogodi? Ono, što i mnogoj biljci i životinji. Mineral pretrpi zadobivene ozljede – i ozdravi, rane mu zacijele…

Može se dogoditi da kremen po pola pukne. Jedna polovina ostaje prirasla na starom mjestu, drugu vode odnesu. Pa i ta polovina neće ostati tako slomljena. Opet će ona crpsti hranu, izgrađivati svoj slomljeni organizam, dok ne poprimi ponovno svoju formu. Zar ove pojave zacjeljivanja i regeneracije nisu posve analogne zacjeljivanju i regeneraciji kod biljke ili životinje? Zar u regeneraciji kremena ne vidimo nešto slično regeneraciji gujavice? I gujavicu, kako je poznato, možemo presjeći na dvoje, pa će svaka polovina domalo zacijeliti i nastaviti svoje živovanje kao samostalan individuum…

MIJO KIŠPATIĆ I FRAN TUĆAN, Zagreb, 1914.

J. D. Dana

MINERALOGIJA

Mineralogija ili rudoslovlje zna­nost je o mineralima koja proučava njihov oblik, unutrašnju građu, fizikalna i kemijska svojstva. Osim toga, proučava uvjete i prirodne zakone postanka minerala, metode njihova određivanja, kriterije za njihovu klasifikaciju i mogućnost upotrebe.

Mineralogija je kao znanost relativno mlada. Smatra se da je njen razvoj započeo u XVI. st. djelovanjem njemačkog liječnika i rudara G. Bauera – Agricole (1494. – 1555. g.) koji se bavio određivanjem i sistematikom minerala na temelju njihovih fizikalnih svojstava.

Ali i prije toga minerali su privlačili pažnju znanstvenika i istraživača. Najstariji poznati tekst posvećen mine­ralima je rasprava O kamenu koju je napisao Aristotelov učenik i nastavljač Teofrast (370. – 287. pr.Kr.). Teofrast navodi šesnaest mineralnih vrsta i dijeli ih na metale, kamenje i zemlje, posvećujući naročitu pažnju njihovom praktičnom značenju. Rimski prirodoslovac Plinije Stariji (23. – 79. g.) koji je poginuo prilikom erupcije Vezuva, u svom opsežnom djelu Naturalis historia (37 knjiga) sabrao je između ostalog i spoznaje svog vremena o mine­ralima. Poseban značaj za mineralogiju imala je rasprava arapskog liječnika i znanstvenika Avicene (Ibn Sina, 980. – 1037. g.) O kamenu, u kojoj je dao klasifikaciju minerala koja se dugo koristila.

Ibn Sina – Avicena, Mijo Kišpatić i Fran Tuæan

Za razvoj mineralogije i krista­lografije zaslužni su mnogi znan­stvenici od kojih navodimo samo neke. Danski anatom i geolog amater Niels Stensen (1638. – 1687.) i francuski mineralog i kristalograf R. J. Haüy (1743. -1822.) otkrili su neke od temeljnih kristalografskih zakona. Američki geolog i minera­log J. D. Dana (1813. – 1895.) razradio je klasifikaciju minerala prema njihovim kemijskim svojstvima. Engleski geolog H. C. Sorby prvi je 1858. godine koristio mikro­skop za proučavanje minerala u tankim izbruscima. Ruski mineralog i kristalograf J. S. Fjodorov postavio je 1891. godine temelje teodolitnoj metodi mikroskopskog istraživanja minerala. Njemački fizičar M. T. F. von Laue i engleski fizičari, otac i sin W. H. Bragg i W. L. Bragg, uveli su metode ispitivanja unutrašnje građe kristala rentgenskim zrakama, za što su dobili Nobelovu nagradu.

Za razvitak mineralogije u Hrvatskoj važno je osnivanje Prirodoslovnog muzeja u Zagrebu. Egzaktni mineraloški rad započeo je Mijo Kišpatić (1851. – 1926.). Njegov rad nastavio je Fran Tućan (1878. – 1954). Za daljnji razvitak suvremene mineralogije i kristalografije zaslužan je Ljudevit Barić (1902. – 1984).