INTRODUCERE IN MINERALOGIE

Prezentarea pe tema: "INTRODUCERE IN MINERALOGIE"— Transcriere de prezentare:

1 INTRODUCERE IN MINERALOGIE

2 Mineralul Natural Solid Structura atomica ordonata (cristal)
Compozitie chimica bine definita dar nu fixa Anorganic

3 Putina istorie Studiul mineralelor este preistoric. Civilizatiile timpurii cunosteau o serie de minerale si le foloseau Mineralogia ca stiinta incepe in Renastere (Agricola, 1556; Steno 1669) 1700’s – cristalografia geometrica  simetria formelor exterioare 1800’s - masuratori precise ale cristalelor conduc la afirmarea cristalografiei printre stiinte si identificarea compozitiei chimice a mineralelor  sistematica 1800’s – microscopul optic cu lumina polarizata - proprietatile optice ale mineralelor

4 Încă puțină istorie… 1900’s - Difractometria de raze X aplicata studiului mineralelor  identificarea simetriei si structurii interne 1960 – microsonda electronica  chimismul mineralelor 1970 – microscopia electronica in transmisie (TEM)  vizualizarea structurii interne a mineralelor 1980 – studiul izotopic al mineralelor

5 DESCOPERIREA RAZELOR X
8 noiembrie 1895 Wilhelm Conrad Röntgen Laboratorul din Institutul de Fizica din Wurzburg Razele X (necunoscute) -nu sunt deviate de campul magnetic; -penetreaza multe tipuri de materiale -se propaga in linie dreapta -sunt absorbite exponential de materie, cu exponentul proportional cu masa materialului traversat -impresioneaza placa fotografica

6 Max von Laue ( ) Si-a dat foc de nenumarate ori in home-made experiments incercand sa refaca experimentele lui Rontgen; L-a avut ca indrumator de doctorat pe Max Planck The Munich physics professor Philipp von Jolly advised Planck against going into physics, saying, "in this field, almost everything is already discovered, and all that remains is to fill a few holes." E = hν

7 O retea cristalina se comporta ca o retea de difractie – un fascicol de raze X ce strabate un cristal sufera difractie Max von Laue 1912 Lawrence Bragg în 1915 lauegrama O placa fotografica dispusa perpendicular pe directia de propagare a razelor X va prezenta un pattern de difractie nλ = 2d sinθ

8 Cristalografie aplicata

9 Minerale locale... Ludovic Mrazek ( ) argila

10 Cuprins Cristalochimie si chimismul mineralelor
Proprietatile fizice ale mineralelor Sistematica mineralelor Mineralogie analitica

11 Abundenta elementelor in scoarta terestra
SILICATI (SiO4)4- Cationii care se leaga cu anionul (SiO4)4- All others: %

12 PRINCIPALELE GRUPE DE MINERALE PREZENTE IN CRUSTA TERESTRA
Silicati non-fero-magnezieni (K, Na, Ca, Al) KAlSi3O8 (Na, Ca)(Al,Si)4O8 Silicati fero-magnezieni (Fe, Mg) Oxizi Carbonati Sulfuri/sulfati Elemente native

13 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4

14 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4

15 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4

16 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4

17 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4

18 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4

19 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4

20 Structura mineralelor
Majoritatea mineralelor care formeaza rocile din scoarta terestra sunt silicati Patru O2- in configuratie tetraedrica Un Si4+ in centru 4  (-2) +4 = -4 (SiO4)-4 -4 UNITATEA STRUCTURALA DE BAZA A SILICATILOR

21 SILICAȚII

22 Silicatii: exemple Olivina (Fe,Mg) 2 SiO4  grupa olivinei
Structura silicatica cu tetraedrii izolati (SiO4)-4 + 2×Fe+2 Fe2SiO4 Fe Mg SiO4 Mg2SiO4 (Fe,Mg) 2 SiO4  grupa olivinei

23 Silicatii: exemple Olivina Se formeaza in manta Bogata in
Fe/Mg >50% Saraca in silice <45%

24 Silicatii: exemple Piroxenii (Pyroxenes) (grup de minerale)
Structura silicatica cu lanturi simple Legate prin intermediul cationilor - Fe, Mg, Ca și Al Se formeaza in crusta oceanică Bogati in Fe/Mg/Ca Săraci în silice

25 Silicatii: exemple Piroxenii (Pyroxenes) (grup de minerale)
Structura silicatica cu lanturi simple Legate prin intermediul cationilor - Fe, Mg, Ca și Al Se formeaza in crusta oceanică Bogati in Fe/Mg/Ca Săraci în silice

26 Lanțuri simple (Single Chain Silicates)
E.g., Pyroxenes (SiO3)

27 Silicatii: exemple Amfibolii (grup de minerale)
Structura silicatică cu lanțuri duble Legate prin intermediul cationilor Fe, Mg, Ca și Al Se formează în crusta continentală Mai multa silice și mai puțin Fe decât piroxenii

28 Lanturi duble (Double Chain Silicates)
E.g., Amphiboles (Si8O22)

29 Silicatii: exemple Micele (muscovit, biotit) (Sheet Silicate)
Structura planara Retelele bidimensionale SiO4 legate prin intermediul Al, K, (biotitul - Fe, Mg) Se formeaza in crusta continentala Contin mai multa silice si mai putin Fe decât amfibolii Argilele (Clays) (grupa de minerale) Filosilicati de dimensiuni micronice

30 Filosilicații (Sheet Silicates)
E.g., Micas (Biotite and Muscovite) (AlSi3O10)

31 Silicații: exemple Feldspații (alcalini și plagioclazi) și cuarțul
Tectosilicati Tetraedrii legati prin intermediul Al, si K (feldspati alcalini - orthoclase) sau Na-Ca (feldspatii plagioclazi - plagioclase) Se formeaza in crusta continentala Granite Orthoclase Quartz

32 Tectosilicații (Framework Silicates)
E.g., Quartz (SiO2) and Feldspars (AlSi3O8)

33 Dependenta proprietatilor fizice de directie:
Proprietati fizice scalare – independente de directie (ex. greutatea specifica, volumul) Proprietati fizice vectoriale – dependente de directie – proprietatile optice Celula elementara

34 Propagarea luminii in cristale suprafete de unda Indicatricea
Simetrie si proprietati optice Propagarea luminii in cristale suprafete de unda Indicatricea z Cuarț

35 Simetrie și proprietăți optice

36 Bibliografie Klein, C., and Hurlbut, C. S., 1993.  Manual of Mineralogy (after J.D. Dana) 21st edition. John Wiley & Sons, Inc., New York, 681 p. Deer, W. A.; Howie, R.A.; and Zussman, J An Introduction to the Rock- Forming Minerals. 2nd edition. New York: Wiley. [Standard in the field, used by mineralogists and petrologists who investigate rocks in thin section.] Nesse, W. D., 1986, Introduction to Optical Mineralogy, Oxford University Press, New York, 326 pp.   Ianovici V., Stiopol V., Constantinescu E. (1979) – Mineralogie, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti. Ianovici V., Stiopol V., Constantinescu E. (1983) – Proprietatile fizice si chimismul mineralelor, Ed. Universitatii din Bucuresti.

37 Următorul curs Cristalochimie
Raze atomice si ionice (p ) Coordinarea ( p. 190) Raporturi de raze – tipuri de împachetări (p ) Tipuri de legături chimice în rețeaua mineralelor (p ) De citit  Capitolul 4 Manual of Mineralogy, Klein C. & Hurlbut C.S.