ÁSVÁNYTANI ÉS KŐZETTANI ALAPISMERETEK

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "ÁSVÁNYTANI ÉS KŐZETTANI ALAPISMERETEK"

Domokos Pataki
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 ÁSVÁNYTANI ÉS KŐZETTANI ALAPISMERETEK Előadó: Szakáll Sándor Ásvány- és Kőzettani Tanszék Tel.: / askszs@uni-miskolc.hu Fttp: asko.uni-miskolc.hu

2 TEMATIKA I. rész. Az ásványok általános jellemzése - Kristálytani alapok - Kristálykémia alapok - Kristályfizikai alapok II. rész. A legfontosabb ásványok jellemzése III. rész. A legfontosabb kőzetek jellemzése - Magmás kőzetek - Üledékes kőzetek - Metamorf kőzetek

3 AJÁNLOTT IRODALOM

4 Elektronikus jegyzet: Elektronikus előadások:

5 A FÖLD ÉS A FÖLD TÍPUSÚ BOLYGÓK FELÉPÍTÉSE ÉS KEMIZMUSA A Föld öves felépítése A Föld és a Föld típusú bolygók kémiai összetétele (mag, köpeny és kéreg)

6 A FÖLDKÉREG KEMIZMUSA A kémia elemek mögött ásványok (természetben képződött vegyületek/elemek) állnak

7 Az ÁSVÁNY fogalom a múltban Minden ami a földben van (jelentése anyag amit kiásunk a földből) Őskor: eszköznyersanyagok, színes kövek Ókori görögök: fémek, földek, drágakövek (Theophrastus). Ókori rómaiak: nemesfémek, ötvözetek, fémek, földek (puha kövek), építőkövek (kemény kövek), drágakövek (id. Plínius). Agricola (1546): fosszíliák, földek, kövek, drágakövek, fémek. Linné (1735): kövek, ásványok, fosszíliák. Berzelius (XIX. század eleje): ásványok vegyületek és elemek.

Ókori rómaiak: nemesfémek, ötvözetek, fémek, földek (puha kövek), építőkövek (kemény kövek), drágakövek (id. Plínius).

8 AZ ÁSVÁNY mai definíciója 1. Természetes úton képződött / képződik Földön kívüli anyagok? Biológiai folyamatok során képződött anyagok? Ember által előállított anyagok? termésarany korall (kalcit vagy aragonit)

9 AZ ÁSVÁNY mai definíciója 2. Határozott kémiai összetételű (valójában bizonyos határok között változik az összetétel) Elemhelyettesítésekkel változó kémia összetétel Nyomelemeket tartalmazó ásványok alacsony vastartalmú Szfalerit, köbös ZnS magas vastartalmú

változik az összetétel) Elemhelyettesítésekkel változó kémia

10 AZ ÁSVÁNY mai definíciója 3. Rendezett belső szerkezetű (a hosszú távú rendet kristályhibák ronthatják) Meddig nevezhető kristályosnak az anyag? Amorf és metamikt anyagok? kvarc opál

11 AZ ÁSVÁNY mai definíciója 4. Szilárd halmazállapotú vegyület, ritkábban elem És a folyékony vagy gáz halmazállapotú anyagok? termésarany antimonit terméshigany

12 AZ ÁSVÁNYOK VÁLTOZATAI Az ásványoknak valamilyen kémiai vagy fizikai tulajdonság alapján egymástól jól elkülöníthető példányai a változatok. Szín alapján színváltozatok (a berill példáján) smaragd (zöld), akvamarin (halványkék), heliodor (sárga), de mind berill! Berill színváltozatok akvamarin smaragd heliodor

Szín alapján színváltozatok (a berill példáján) smaragd (zöld), akvamarin

13 AZ ÁSVÁNYOK VÁLTOZATAI alakváltozatok Kvarc (trigonális és hexagonális SiO 2 ) alakváltozatai

14 AZ ÁSVÁNYOK KÜLÖNLEGES VÁLTOZATAI: DRÁGAKÖVEK A drágakövek részben ásványok (szín)változatai, részben biogén eredetű anyagok (pl. gyöngy, korall, borostyán). Kritériumok: - szépség (fény, szín, átlátszóság, különleges fényjelenségek) - ritkaság (ritkán fordulnak el a természetben) - keménység (általában nagy keménységűek) rubin gyémánt türkiz

Kritériumok: - szépség (fény, szín, átlátszóság, különleges fényjelenségek) -

15 A KŐZET definíciója A kőzetek ásványok keverékei homokszemcsék A kőzetekben azonban az ásványokon kívül más anyagok is lehetnek. Igy üvegszerű komponensek, szerves anyagok, pórusok és folyadékok. A kőzetek általában nagy földtani egységeket (hegyeket, síkságokat) alkotnak. Néhány kőzetalkotó ásvány építi fel őket. mészkőszirtek

Igy üvegszerű komponensek, szerves anyagok, pórusok és folyadékok.

16 KŐZETALKOTÓ ÁSVÁNYOK A földkéregben jelenleg mintegy 4800 ásványt ismerünk. Közülük csak kb féle szerepel uralkodó mennyiségben a kőzetekben. Ezeket nevezzük kőzetalkotó ásványoknak. Kémiai összetételüket tekintve a földkéreg nyolc legnagyobb gyakoriságú elemeiből épülnek fel. A kémiai elemek gyakorisága ásványokban

Ezeket nevezzük kőzetalkotó ásványoknak.

17 ÁSVÁNYI NYERSANYAGOK: ÉRCEK ÉS NEMÉRCEK Ásványi nyersanyagok: olyan kőzetek, melyekből bizonyos ásványi komponenseket hasznosítunk. Azokat a kőzeteket, melyekből kohászati eljárásokkal gazdaságosan fém(ek) nyerhető(k) ki érceknek nevezzük. Azokat a kőzeteket, melyeket valamilyen nemfémes komponens(ek) miatt hasznosítanak nemérceknek nevezzük. agyag felhasználása vasérc külfejtés

Azokat a kőzeteket, melyekből kohászati eljárásokkal gazdaságosan fém(ek) nyerhető(k) ki

18 AZ ÁSVÁNYOK KÉPZŐDÉSE Az ásványok olvadékokból, oldatokból, gőzökből, vagy átkristályosodás révén más ásványokból képződnek. Ásványtársulás: a földkéregben meghatározott fiziko-kémiai viszonyok között együttesen keletkező ásványok. Képződésük sajátságai szerint az ásványokat (és ennek megfelelően a kőzeteket) három nagy csoportba soroljuk: magmás, metamorf és üledékes eredetűek.

Ásványtársulás: a földkéregben meghatározott fiziko-kémiai viszonyok között együttesen

19 AZ ÁSVÁNYOK KÉPZŐDÉSE A magmás eredetű ásványok a magmából képződnek, mely a szilárd földkéreg alatt elhelyezkedő, folyékony halmazállapotú szilikátolvadék. Ha a magma a felszín közelébe jut, a nyomás- és hőmérsékletcsökkenés eredményeként relatív homogenitása megszűnik és anyaga frakcionált kristályosodás révén differenciálódik. Magmás ásványképződés szakaszai: előkristályosodás, főkristályosodás, és utókristályosodás. felszínközeli ásványképződési típusok

Ha a magma a felszín közelébe jut, a nyomás- és hőmérsékletcsökkenés eredményeként relatív homogenitása megszűnik

20 AZ ÁSVÁNYOK KÉPZŐDÉSE A metamorf eredetű ásványok a földkéregben már meglévő ásványok (kőzetek) anyagának átalakulása révén jönnek létre. Döntően a nyomás és/vagy a hőmérséklet megváltozása miatt. Az üledékes eredetű ásványok ezzel szemben a felszín közelében, vagy a felszínen képződnek. Létrejöttükben emiatt a hőmérsékletnek és nyomásnak nincs jelentős szerepe.

Döntően a nyomás és/vagy a hőmérséklet megváltozása miatt.

21 ÁSVÁNYOK KÖRNYEZETÜNKBEN A környezetünkben (a litoszféra bioszféra határán, vagy az atmoszférában) megjelenő ásványok jellemzői: Néhány m-es vagy nm-es krisztallitokból állnak, sokszor rosszul kristályosak, vagy amorfak (például a talaj ásványai). Sokszor élőlényekben, vagy élőlények közreműködésével képződnek (például csigák háza, gerincesek csontja, foga). azbesztszálak tüdőben Az ásványtan az ember által előállított olyan anyagokkal is foglalkozik, melyek a litoszférában megjelenő ásványokhoz hasonló szerkezetűek (például cementek, kerámiák és üvegek anyagai) cementásvány

22 PÉLDÁK KÖRNYEZETÜNK JELENLEG KÉPZŐDŐ ÁSVÁNYAIRA korom az atmoszférából agyagásvány talajból szulfátos kiválás talajfelszínen ásványok az atmoszférából

23 AZ ÁSVÁNYTAN KAPCSOLÓDÁSI PONTJAI

24 KRISTÁLY FOGALOM A MÚLTBAN Ókorban: jég (= krüsztallosz), a színtelen és víztiszta hegyikristály (kvarc változat), a megjelenése alapján. Középkorban: síklapokkal határolt poliéder (soklapú test). XVIII. században: a kristályok fölépíthetők sok hasonló részecskéből (ún. belső magvakból). (René J. Haüy)

25 KRISTÁLY FOGALOM MA Térrácsszerkezettel rendelkező szilárd anyag, melyben az atomok, ionok vagy molekulák (ideális esetben) meghatározott rendben, a térrács rácspontjaiban helyezkednek el. A térrácsszerkezet miatt a legtöbb kristály kémiai és fizikai tulajdonságai iránytól függőek, azaz vektoriális sajátságúak (anizotrópia). A térrácsszerkezet a kristályok külső alakjában is megnyilvánulhat akár szemmel látható síklapokkal határolt kristályok formájában. Kősó, NaCl kocka alakú kristályai Kősó, NaCl kocka alakú térrácsa

26 BELSŐ RENDEZETTSÉG KRISTÁLYOKBAN Kristályrácsok elektronmikroszkópos felvételeken (fotó: Dódony I.)

27 BELSŐ RENDEZETTSÉG KRISTÁLYOKBAN Kristályrácsok elektronmikroszkópos felvételeken (fotó: Dódony I.)

28 TÉRRÁCS ÉS ELEMI CELLA Az elemi cella a térrács azon legkisebb része, mely még rendelkezik a teljes rácsszerkezet tulajdonságaival. Az elemi cellát a rácsállandó jellemzi: az elemi cella élhosszai (a, b, c) és a közöttük lévő szögek (,, ). térrács az elemi cellával (sárgával jelölve)

Hasonló dokumentumok

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI 12 KRISTÁLYkÉMIA XII. KÖTÉsTÍPUsOK A KRIsTÁLYOKBAN 1. KÉMIAI KÖTÉsEK Valamennyi kötéstípus az atommag és az elektronok, illetve az elektronok egymás közötti