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 CaCO3 trigonális és aragonit CaCO3 rombos Egymás mellett metastabilisan létezhetnek.
α-kvarc, hexagonális és β-kvarc trigonális, trigonális, SiO2 változatok Egymás mellett nem létezhetnek, reverzibilisen egymásba alakulnak
kalcit
aragonit
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: mechanikai sajátosságok
Hasadás és törés 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
A hasadási síkok a kristály egyszerű formáin megfigyelhető lapoknak felelnek meg.
Halit
Kalcit
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
A keménység az az ellenállás, amelyet a kristályos test felülete a mechanikai behatásokkal szemben tanúsít.
Az empirikus (Mohs-féle) keménységi skála: 1. Körömmel könnyen karcolható. 3. Körömmel nem, tűvel könnyen karcolható 2. Körömmel nehezen karcolható. 4. Tűvel nehezen, késsel könnyen karcolható Kalcit Talk
Gipsz
5. Késsel nehezen karcolható 6. Késsel nem karcolható Földpát
Fluorit 7. Üveget karcolja
8.-9. Üveget karcolja Topáz
Apatit
Korund
Kvarc
Az ásványok fizikai tulajdonságai I: mechanikai sajátosságok A valós keménység és a keménység összefüggése az ásvány kristályos szerkezetével A kianit keménységének irányfüggése Szklerométer keménység
Mohs keménység
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gyakoriság
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 A földpátok allokrómás beépülő Ti- és Fe-szennyezés okozza A „macskaszem” a kvarccal megjelenését gyakran a együtt kristályosodó finom amfibolszálaktól nyerte színét. 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
Mágnesesség
Közismerten mágneses a magnetit. ferromágneses tulajdonságú, azaz mágnesessége nem a felépítő részecskék sajátosságaiból áll, hanem a kristályszerkezet sajátsága.
A legközismertebb piezoelektromos tulajdonságú ásvány a kvarc. Ezen kívül a turmalin és a szfalerit is hasonló tulajdonságú.
