Ásványtani alapismeretek 3. előadás
Polimorfia Egy bizonyos szilárd anyag a külső körülmények függvényében különböző belső szerkezettel rendelkezhet. A grafit kristályrácsa A gyémánt kristályrácsa Polimorf kristályok: azonos kémiai összetételű de eltérő szerkezetű kristályok
Polimorf ásványok és jelentősége geológiai folyamatok rekonstrukciójában I. Kalcit CaCO 3 trigonális és aragonit CaCO 3 rombos Egymás mellett metastabilisan létezhetnek. kalcit aragonit α-kvarc, hexagonális és β-kvarc trigonális,, SiO 2 változatok Egymás mellett nem létezhetnek, reverzibilisen egymásba alakulnak α-kvarc β-kvarc
Polimorf ásványok és jelentősége geológiai folyamatok rekonstrukciójában II. Al2SiO5 kianit sillimanit andaluzit
Izomorfia Izomorfia: : különböző kémiai összetétel, azonos kristályszerkezet Trigonális Rombos Az izomorfiának elegykristályok képződésénél van kiemelt jelentősége
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: mechanikai sajátosságok Plasztikus deformáció - transzláció: maradandó alakváltozás a kristályrács felbomlása nélkül. Kősó A kősó kristályrácsa Földtani jelentőség: sódiapirizmus
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: mechanikai sajátosságok A plasztikus deformáció egy sajátos esete: - mechanikai ikerképződés: a kristály egyes részei nyomás hatására ikerhelyzetbe kerülnek Nyomási ikerlemezek kalcitkristályon Nyomási ikerlemezes kalcit rácsszerkezete az ikersík mentén Néhány hasonló tulajdonsággal rendelkező ásvány: dolomit, hematit, anhidrit, galenit Földtani jelentőség: Kőzettesteket ért deformáció felismerése
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: Hasadás és törés mechanikai sajátosságok Hasadás: mechanikai behatásra a kristály meghatározott síkok mentén részekre esik szét. A hasadási síkok helyzete a kristályon a kristályszerkezet függvénye. Minden hasadással rendelkező szilárd anyag kristályos szerkezetű, de nem minden kristály hasad! Anhidrit hasadása Gránát törése
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: mechanikai sajátosságok A hasadás értelmezése a kristályrács tulajdonságai alapján Csillámok Halit Kalcit Halit A hasadási síkok a kristály egyszerű formáin megfigyelhető lapoknak felelnek meg.
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: mechanikai sajátosságok Néhány további példa a hasadásra AMFIBOLOK PIROXÉNEK A hasadás minőségének jellemzése: - tökéletes: a hasadási lapok simák, jól tükrözők - jó: a hasadási lapok simák, de csak gyengén tükrözők - rossz: a hasadási lapok nem teljesen simák, és nem, vagy alig tükrözők.
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: mechanikai sajátosságok Az ásványok keménysége Az empirikus (Mohs-féle) keménységi skála: 1. Körömmel könnyen karcolható. 2. Körömmel nehezen karcolható. A keménység az az ellenállás, amelyet a kristályos test felülete a mechanikai behatásokkal szemben tanúsít. 3. Körömmel nem, tűvel könnyen karcolható 4. Tűvel nehezen, késsel könnyen karcolható Kalcit Talk Gipsz Fluorit 5. Késsel nehezen karcolható 6. Késsel nem karcolható Földpát 7. Üveget karcolja 8.-9. Üveget karcolja Topáz Apatit Kvarc Korund
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: mechanikai sajátosságok A valós keménység és a keménység összefüggése az ásvány kristályos szerkezetével Szklerométer keménység Gyakoriság A kianit keménységének irányfüggése Mohs keménység 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Keménységi görbék kristályok különböző lapjain Halit Fluorit
Az ásványok fizikai tulajdonságai II: fénytani sajátosságok Az ásványok színe Az ásványok saját színe attól függ, hogy anyaguk a fehér fény komponenseit milyen arányban abszorbeálja, mind a fény áthaladásakor, mind a fény felületen való visszaverődésekor. A sajátszínű ásványokat IDIOKRÓMÁS ásványoknak nevezzük. A saját szín a kristályrácsban előforduló elemszennyezés, vagy a kristályba beépülő, finom eloszlású zárványok miatt módosulhat. Az ilyen módosult színű ásványokat ALLOKRÓMÁS ásványoknak nevezzük. Az ásványok valódi színét leginkább poruk színe alapján tudjuk megítélni.
Az ásványok fizikai tulajdonságai II: fénytani sajátosságok A fény elnyelődése az ásványon való áthaladáskor és a felületről történő visszaverődéskor A fény hullámhossza angströmben Pirrhotin
Az ásványok fizikai tulajdonságai II: fénytani sajátosságok Példák allokrómás színhatásokra Hegyikristály Ametiszt A kvarc ametiszt-színét a szerkezetbe beépülő Ti- és Fe-szennyezés okozza A macskaszem a kvarccal együtt kristályosodó finom amfibolszálaktól nyerte színét. A földpátok allokrómás megjelenését gyakran a fényhullámhossz tartományába eső ikerlemezrendszer okozza.
Az ásványok fizikai tulajdonságai II: fénytani sajátosságok Kétszinűek. Az idiokrómás szín nagymértékben függ a kristályrács tulajdonságaitól. A kristályrácsban a különböző irányok nem egyenértékűek, ezért előfordulhat, hogy az ásványon különböző irányban áthaladó, vagy visszaverődő fény komponensei egymáshoz képest különböző mértékben abszerbeálódnak. Ez az ásvány színének irányfüggő változását okozza, mely jelenséget pleokroizmusnak nevezzük. Híresen pleokrooós ásvány a turmalin. és kettőstörők A szabályos rendszerben kristályosodó és amorf szerkezetű ásványokon kívül az összes ásványban a fény törésmutatója függ attól, hogy mely irányban milyen hullámhosszúságú fény halad. A legtöbb esetben az ásványon áthaladó fény kettőstörést szenved. Erősen kettőstörő a kalcit. A kalcit kettőstörése
Az ásványok fizikai tulajdonságai II: fénytani sajátosságok Lumineszcencia A lumineszkáló ásványok Kristályrácsában egy külső gerjesztő energia fényenergiává alakul. A gerjesztő energia lehet fény, röntgensugárzás, elektromosság, hő, mechanikai behatás stb. Lumineszcenciát mutat pl. a fluorit, szfalerit, számos uránásvány, egyes kalcit-félék.. A lumineszcencia jelensége a kristályrácsban fellépő hibákra és elemhelyettesítésekre vezethető vissza.
Az ásványok fizikai tulajdonságai III: piezoelektromosság és mágnesesség Piezoelektromosság Kvarc A legközismertebb piezoelektromos tulajdonságú ásvány a kvarc. Ezen kívül a turmalin és a szfalerit is hasonló tulajdonságú. Mágnesesség Közismerten mágneses a magnetit. ferromágneses tulajdonságú, azaz mágnesessége nem a felépítő részecskék sajátosságaiból áll, hanem a kristályszerkezet sajátsága.