Uvod v mineralogijo

8/17/2019 Uvod v mineralogijo

http://slidepdf.com/reader/full/uvod-v-mineralogijo 1/25

doc. dr. Mirijam Vabec

MINERALOGIJA



M I N E R A L O G I J A

1. UVOD

2. NASTANEK MINERALOV

3. LASTNOSTI MINERALOV

4. KRISTALNA IN MINERALNA KEMIJA

5. SISTEMATIKA IN IDENTIFIKACIJA MINERALOV

Učni načrt



doc. dr. Mirijam Vabec

MINERALOGIJA 1. Uvod

Galenit PbS

Siderit FeCO3

C

Fe

O

PbS




Znanost o mineralih

proučuje naravno nastale kristalne snovi minerale

bistvenega pomena za razumevanje materialov

Osnova za ostale geološke vede

petrologija

ekonomska geologija

planetarna geologija geokemija

forenzična geologija

geofizika

paleontologija

strukturna geologija

Mineralogija kot veda

“Minerals are the basic stuffof the Earth, and their studywill always remain at thecore of the Earth Sciences!“

Frank C. Hawthorne, 1993




Mineralogija

moderna znanostvena disciplina

praksa mineraloških umetnosti je starakot človeška civilizacija

Mineralogija v daljni preteklosti

Jamske poslikave prvotnih ljudi

uporaba naravnih pigmentov rdeče hematit (Fe2O3), črno mangan (Mn)

Kamena doba (ca 3.4 Ma do 2.000 bc)

orodja so bila cenjena lastnina

Poslikave grobnic (5.000 bc)

Dolina kraljev dolina reke Nil prikazujejo obrtnike tehtajo malahit,

plemenite kovine, talijo rude, izdelujejodragulje iz lazulita ter smaragda

Bronasta doba (3.300-600 bc)

iskanje mineralov za pridobivanje kovin

izdelki iz brona

Zgodovina mineralogije




Prvotni mineraloški zapisi

Aristotel (384-322 bc)

vse snovi, ki jih poznamo sosestavljene iz 4 osnovnih elementov voda, zrak, zemlja in ognj

delo „Meteorologica“

Theophrastus (372-287 bc)

1. napisano delo na temomineralogije

delo „De Mineralibus“ podroben opis mineralov in njihovih

lastnosti

Gaius Plinius Secundus (23-79 ac)

zabeleži mineraloško znanje svojegačasa

opisal številne minerale in njihovelastnosti

delo „Naturalis Historia“ (77-79 ac)



http://slidepdf.com/reader/full/uvod-v-mineralogijo 7/25 M I N E R A L O G I J A

Novejši mineraloški zapisi

Georgius Agricola (1492-1555)

nemški zdravnik

oče mineralogije

leta 1556 objavil "De Re Metallica"

kovinski minerali nakazal potrebo pomineralogiji kot znanostveni panogi

natančno poročilo o rudarski praksi tedanjegačasa

Herbert Hoover prevedel "De Re Metallica" iz

latinščine v angleščino (1912)

Nicolas Steno (1638-1686)

pomemben prispevek h kristalografiji podroben študij kristalov kremena

delo „De solido intra solidum naturalitercontento dissertationis prodromus“ (1669)

1. zakon kristalografije

kljub razlikam v izvoru, velikosti ali obliki, so kotimed ustreznimi ploskvami v kristalih konstantni

Jean Baptiste Louis de Rome de l'Isle (1736-1790) leta 1772 posploši in formalno

predstavi 1. zakon kristalografije, ki je danesznan kot „Stenojev zakon"



http://slidepdf.com/reader/full/uvod-v-mineralogijo 8/25 M I N E R A L O G I J A

Razvoj mineralogije v 18. in 19. stoletju

1780 Arnould Carrangeot

izumil kontaktni goniometer za merjenje kotov medploskvami v kristalih

1783 Jean Baptiste Louis de Rome de l'Isle

izvedel kotne meritve kristalov formuliral zakon oskladnosti medploskovnih kotov v kristalih

1784 René Haüy pokazala, da so kristali zgrajeni iz drobnih gradnikov

(integralnih molekul), ki tvorijo tesno zloženostrukturo

1801 je postavil 2. zakon kristalografije o racionalnihindeksih za kristalne ploskve

1809 William Hyde Wollaston

izumil enokrožni optični goniometer, ki je omogočilizredno natančno merjenje lege kristalnih ploskvah

1779-1848 Jöns Jacob Berzelius

razvije načela moderne ke-klasifikacije mineralov



http://slidepdf.com/reader/full/uvod-v-mineralogijo 9/25 M I N

E R A L O G I J A

Razvoj mineralogije v 18. in 19. stoletju (nadaljevanje)


1815 Cordier

uvedel metodo opazovanja z uporabo imerzijske tekočine pomembna

tehnika za študij optičnih lastnosti mineralov

1828 William Nicol

izumil polarizacijsko napravo za opazovanje optičnih lastnosti mineralov

sistematično preučevanje obnašanja svetlobe v kristalnih snovi

1839 William Hallowes Miller

vpelje metodo analitične geometrije

predlaga sistem oznak, ki je v uporabi še danes Millerjevi indeksi

1849

Auguste Bravais postavi postulat, ki predstavlja osnovo

kristalografiji

pozno 19. st. Federov, Schoenflies, Barlow

hkrati razvili teorijo o notranji simetriji in

urejenosti kristalov

postane temelj RTGkristalografije



E R A L O G I J A


Bravaisove mreže v 2D

Bravaisove mreže v 3D

„Za poljubno točko P v kristalu obstaja neskončno število točk v prostoru v vsehsmereh, okoli katerih je razporeditev snovi popolnoma enaka kot za točko P.“



E R A L O G I J A

Mineralogija v 20. stoletju

1912 Max von Laue

prvi poizkusi z RTG žarki na kristalih

pokaže, da se RTG žarki pri prehodu skozi kristale uklonijo difrakcijaRTG žarkov

prvič eksperimentalno dokaže pravilnost in visoko stopnjo urejenostirazporeditve atomov v kristalni mreži


Danes v vsakem dobro opremljenem

laboratoriju že v nekaj dneh v celoti določijostrukturo neznane anorganske kristalne snovi.

1914 W.H. Bragg in W.L.Bragg

objavita prve podatke inugotovitve o kristalnistrukturi

potrdita Bravaisov postulat

1960‘s nove metode, ki temeljijo na

RTG žarkih hiter razvojRTG kristalografije

elektronska mikrosonda

omogoči študij mineralnekemije na mikro nivoju



E R A L O G I J A

naravna snov

nastane z naravnimi procesi in ne v laboratoriju

naravni diamant vs. industrijski diamant

ledena kocka vs. led na vetrobranskem steklu

„vodni kamen“ obloga v vodovodnih ceveh, vodnih vrelnikih CaCO3

homogena trdna snov

sestoji iz ene same trdne snovi, ki je fizično ne moremo razstaviti na

preprostejše kemične spojine minerali ne morejo biti v plinastem ali tekočem agregatnem stanju

H2O

led v ledeniku mineral

tekoča voda ni mineral

živo srebro

tekoče

mineraloid!

Kaj je mineral?

Minerale, ki jih izdelajo ljudje imenujemo sintetični minerali!

Mineral je narvna, homogena trdna snov, ki običajno nastane pri anorganskihprocesih izločanja. Ima dokaj stalno toda ne fiksno kemično sestavo, urejenokristalno strukturo, določene morfološke oblike in lastnosti.



E R A L O G I J A

nastane pri anorganskih procesih

večina mineralov je anorganskega nastanka

izjemoma imajo minerali organski izvor CaCO3 (aragonit) v lupinah mehkužcev

S (elementarno žveplo) delovanje S bakterij

FeO (železov oksid) delovanje Fe bakterij

mineralna (fosilna) goriva

nastanejo naravno

nimajo stalne kemijske sestave

nimajo urejene atomske strukture

C (grafit) nastane iz premoga pri povišani T

stalna toda ne fiksna kemična sestava

sestavo lahko opišemo s kemijsko formulo

kremen SiO2

dolomit CaMg(CO3)2 ali Ca(Mg,Fe,Mn)(CO3)2

pirit FeS2

zlato Au

baker Cu

Kaj je mineral?

Minerali zgrajeni iz ene same vrste atoma(elementa) se imenujejo samorodne prvine!



E R A L O G I J A

urejena notranja kristalna struktura

zgrajen je iz mreže atomov ali ionov, ki so razporejeni v pravilnemgeometrijskem vzorcu kristalna mreža

minerali so kristali s ponavljajočo notranjo strukturo

če mineral ni kristaliziran, nima urejene notranje kristalne strukture

in pravimo da je amorfen steklo naravna trdna, toda ne kristaljena (amorfna) snov mineraloid!

Kaj je mineral?

apatit glinenec diamant kremen

Kristal je geometrijsko teloz določeno združboploskev, robov in kotov, ki

je posledica pravilnourejene notranje strukture.

Kamnina je zgrajena iz enega(monomineralna) ali večmineralov (polimineralna), ki

tvorijo značilno združbo aliparagenezo.



E R A L O G I J A

Dragi kamen mineral ali kamen, ki ima vrednost Redki!

lahko ga razrežemo, odlomimo, obrusimo večja vrednost

uporabljamo za zbiranje ali za izdelavo nakita brušen diamant se imenuje briljant

Dragi kamni ali dragulji



M I N

E R A L O G I J A

Predzgodovinski čas

minerali so igrali pomembno vlogo določali sonačin življenja in življenjskega standarda

Danes odvisni od mineralov na številne načine

gradnja

proizvodnja televizijskih sprejemnikov

kozmetika

gospodinjska čistila in abrazivi proizvodnja tekstila

medicinski nameni kalcit (CaCO3) polnilo vzdravilih

proizvodnja naprav halkozin (Cu2S) v el. napravah

gnojila in pesticidi arzen (As) je dodatek v

pesticidih barve, pigmenti

gotovina in valutne rezerve (zlato)

dragi kamni

„Hope Diamond“

„Queen Mother’s Crown“ „Marie Louise Diadem“

Minerali v našem življenju



M I N

E R A L O G I J A

Povprečna poraba Minerali so v mnogih stvareh, ki jih vidimo in

uporabljamo vsak dan: opeka, steklo, cement,

mavec, železo, zlato, ...

Povprečen američan porabi 18 ton novihmineralov na leto

Minerali v našem življenju

Povprečna potreba novorojenčkapo mineralih ob trenutni ravnipotrošnje 360 kg svinca

(akumulatorji, električnekomponente)

340 kg cinka

(medenina, gume, barve)

680 kg bakra

(električni motorji, kabli)

1.630 kg aluminija(pločevinke, letala)

14.800 kg železa (posoda,avtomobili, stavbe)

12.800 kg soli

(kuhanje, detergenti)

561.593 kg peska, gramoza,cementa

(ceste, hiše, ...)



M I N

E R A L O G I J A

Različen izvor imen mineralov

fizikalne lastnosti

rodohrozit – „rhodon “ (rožnat) azurit – ime po modri barvi

pirit – „pyros “ (ogenj) se iskri

ortoklaz – razkolnost pod kotom 90°

tetraedrit – oblika

magnetit – je magneten (Fe3O4)

kemična sestava

kromit – vsebuje Cr (FeCr2O4)

kuprit – vsebuje baker (Cu2O)

lokacija nahajališča (zemljepisno ime)

dravit – črn turmalin iz prodišča Drave

franklinit – rudnik Franklin, New Jearsey

osebna imena: javna ali znana oseba,mineralog, oseba, ki je mineral odkrila

sillimanit – Benyamin Silliman

zoisit – Žiga Zois wulfenit – Franz Xavier Wulfen

Poimenovanje mineralov

IMAInternational

MineralogicalAssociation

4900znanih

mineralov IMA

priznava4660

‒ 20 zelo

pogostih‒ 130pogostih

‒ 50občasnih

‒ 4460redkih inzelo redkih

• komisija zanoveminerale innova imena

• pregledaopise novihmineralov inpresodi

ustreznostimen



M I N

E R A L O G I J A

Vsi minerali vsebujejo enega ali več naravnih elementov(okoli 90)

Kaj gradi minerale?



M I N

E R A L O G I J A

Različne minerale gradijo različni elementi

več kot 98% zemeljske skorje gradi 8 elementov kisik (O)

silicij (Si)

aluminij (Al)

železo (Fe)

kalcij (Ca)

natrij (Na)

magnezij (Mg)

kalij (K)

ti elementi so tudi glavni gradniki različnih mineralov

Kaj gradi minerale?



M I N

E R A L O G I J A

Minerale zapisujemo s kemičnimi formulami

K+A− kationu sledi anion

kremen: SiO2

(K1+K2

+K3+)(A1

−A2−A3

−) atomski radij K/A pada od leve proti desni

granat: (Ca,Fe,Mg,Mn)3[Al2Si3O12]

K+

A−

kompleksen anionalbit: Na[AlSi3O8]

K1+K2

+ −│− enostavni anioni│kompleksni anioni

apatit: Ca5[F│(PO4)3]

K K kationi z različnim koordinacijskim številom (št. sosedov) Al2SiO5

sillimanit: Al[6]

Al[4]

[O│SiO4]

andaluzit: Al[6]

Al[5]

[O│SiO4]

kianit (disten): Al[6]

Al[6]

[O│SiO4]

Kaj gradi minerale?



M I N

E R A L O G I J A

Kaj gradi minerale?



M I N

E R A L O G I J A

Skoraj 5000 znanih mineralov samo okoli 20 zelo pogostih

imenujemo jih kamninotvorni minerali, ker gradijo kamnine Zemljineskorje

od teh 20 je približno le dobra polovica tako pogostih, da gradijo90% mase Zemljine skorje

Osnovna delitev mineralov

kremen

ortoklaz

dolomit

muskovit

biotit

piroksen

kalcit

sadra

amfibololivin

halit

plagioklaz

d l l

http://www.mindat.org/photo-59589.html



M I N

E R A L O G I J A

Minerale delimo na podlagi njihove kemične sestave

silikatni minerali silikati

nesilikatni minerali nesilikati


Silikati

minerali, ki vsebujejo kombinacijo dvehnajbolj pogostih elementov v zemeljski

skorji

silicija (Si) in kisika (O) gradijo okoli 96% Zemljine skorje

osnovni gradbeni element silikatov je Si-O tetraeder SiO4

pogosto vsebujejo druge elemente: Al, Fe, Mg in K

40% 18% 16% 13%

O d li i l



M I N

E R A L O G I J A

Nesilikati

ne vsebujejo kombinacije Si in O

nekateri so zgrajeni iz C, O, F in S

gradijo 4% Zemljine skorje

nekateri zelo pomembni minerali


Glavne skupine nesilikatov:• samorodne prvine• oksidi• karbonati• sulfati• sulfidi• haloidi

srebro

zlato

rubin

železo

baker

diamant

Uvod v mineralogijo

Documents