Mineralele

Introducere

„Un om nu este cult datorită noţiunilor care i-au fost vîrîte cu de-a sila în cap, ci graţie elementelor pe care şi le-a însuşit cu dragoste, fără grabă, de parcă ar fi ales nişte nestemate sau ar fi strîns cele mai gingaşe flori.” (I. Efremov )

Mineralele au avut un loc important în evoluţia omului şi în extinderea civilizaţiilor. Oamenii din epoca de piatră foloseau unelte primitive din cremene. Cu aproximativ 10.000 de ani în urmă, ei au deprins tehnica extracţiei cuprului din minereurile sale naturale, şi au inventat bronzul, un aliaj de cupru şi staniu, care a marcat începutul epocii de bronz.

De la începutul epocii de fier, cu 3.300 de ani în urmă, oamenii au găsit tot mai multe metode de folosire a materialelor găsite în scoarţa terestră, şi industria modernă continuă să depindă de exploatarea bogăţiilor minerale ale pământului. Este important să ştim ce sunt ele, cum s-au format şi cum să le deosebim atunci când căutăm zăcăminte noi.

Oamenii de ştiinţă au identificat circa 3.000 de minerale, dintre care doar 100 sunt frecvente. Mineralele sunt definite ca substanţe anorganice (lipsite de viaţă). Ele de obicei sunt în stare solidă, cu excepţia argintului viu, care este mercurul în starea sa naturală şi este lichid.

Datorită faptului că există atât de multe minerale în stare naturală, mineralogii au trebuit să stabilească o abordare sistematică a identificării, bazată pe diferenţele dintre proprietăţile fizice şi chimice ale fiecărui mineral. Proprietăţile studiate pot fi simple, precum culoarea şi durittea, până la proprietăţi aflate prin analize complicate cu substanţe chimice.

Prin urmare, care sunt cele mai cunoscute minerale, care sunt proprietăţile şi modul lor de formare, sunt teme ce vor fi abordate pe parcursul acestei lucrări.

1.Definitia mineralului

Crusta terestră este alcătuită din materie organică şi anorganică, materie ce se găseşte în stare solidă, lichidă şi gazoasă, formând minerale şi roci.

Noţiunea de mineral defineşte substanţe anorganice solide şi omogene , formate pe cale naturală, cu compoziţia chimică bine definită care se găseşte în natură în stare cristalizată sau amorfă.

Condiţia de formare pe cale naturală exclude categoric produşii sintetici ; condiţia de substanţă anorganică elimină substanţele omogene produse de plante şi animale.

Prin asocierea de minerale de acelaşi fel sau diferite care au geneză endogenă sau exogenă se formeză roca.

Prin minereu se înţelege o acumulare de unul sau mai multe minerale din care se pot extrage, pe scară industrială.

Cu acceptarea şi denumirea mineralelor se ocupă comisia pentru minerale noi şi denumiri de minerale (C.N.M.M.N.) şi Asociaţia Mineralogică Internaţională (I.M.A.).

Numărul de minerale aceptat actual este de circa 2500, iar numărul tuturor varietăţilor urcă la aproape 10000.

In natuără, mineralele se prezintă sub două forme, şi anume : cristalizate şi amorfe.

Mineralele cristalizate, sunt corpuri solide cu forme geometrice şi cu structură reticulară (aranjament în spaţiu al particulelor materiale).

Mineralele amorfe, sunt corpuri solide , cu forme neregulate din cauza dispoziţiei întamplătoare a particulelor materiale.

2.Proprietăţile mineralelor

2.1.Duritatea

Scara Mohs- una din metodele uzuale de clasificare a durităţii unui cristal a fost concepută în 1812 de Friedrich Mohs, profesor de mineralogie .

Această metodă are la bază capacitatea materialelor mai dure de a produce zgârieturi pe suprafaţa materialelor mai puţin dure.

Mohs a clasificat mineralul pe o scară relativă de la 1 la 10, începând de la cele foarte moi (duritatea1), până la cele foarte dure (duritatea 10). Vezi fig .1

SCARA MOHS

DURITATEA

MOHS METODA DE TESTARE/MATERIAL ECHIVALENT CA DURITATE MINERALUL

1 Se zgârie foarte uşor cu unghia (pudra de talc) TALC

2 Se zgârie cu unghia GIPS

3 Se zgârie cu o monedă de cupru CALCIT

4 Se zgârie uşor cu un cuţit FLUORIT

5 Se zgârie cu un cuţit (sticla) APATIT

6 Se zgarie cu o pilă; FELDSPAT

7 Zgârie sticla CUARŢ

8 Zgârie cuarţul şi sticla (hârtia abrazivă) TOPAZ

9 Zgârie topazul şi este zgâriat de diamant (rubinul) CORINDONUL [corundum]

10 Nu poate fi zgâriat decât tot de un diamant DIAMANTUL

Putem determina duritatea relativă a unui mineral necunoscut folosind un mineral etalon a cărui duritate o cunoaştem.. Mineralul etalon va zgâria orice mineral cu o duritate mai mică decât a sa , respectiv va fi zgâriat de un mineral care are o duritate mai mare decât a sa, pe scara Mohs . Dacă durităţile sunt egale, atunci apar zgârieturi şi pe mineralul etalon şi pe cel încercat.

Totuşi, acestă metodă poate duce la deteriorarea şi la scăderea valorii materialului mai puţin dur. De exemplu, dacă mineralul necunoscut nu este zgâriat de calcit (duritatea 3), dar este zgâriat de fluorit (cu duritatea 4), atunci putem spune că acesta are o duritate relativă între 3 şi 4.

Duritatea absolută a mineralelor (şi aaltor materiale) este exprimată pe scara Rosiwal sau pe scara Knoop.

Scara Rosiwal se bazează pe rezistenţa mineralului la abraziune/tăiere: corindonul avand duritatea absolută 1000, diamantul 140000, topazul 145, iar talcul 0.03.

Scara Knoop are la bază măsurarea urmei lăsate pe suprafaţa mineralului de un vârf de diamant de formă specială (piramidală) apăsat cu o anumită forţă. Pe această scală, diamantul are duritatea absolută 7000, corindonul 1800, topazul 1340, iar talcul 1.

Metodele de determinare absolută a durităţii sunt metode de laborator, necesitând instrumente speciale.

2.2. Clivajul

Clivajul reprezintă tendinţa la minerale sau cristele de a se sparge , despica paralel cu reţeaua structurii cristaline. Clivajul este de fapt o formă aparte de spărtură. Suprafaţa clivajului este netedă în general cu o reflectare bună a razelor luminoase. Clivajul se poate prezenta diferit, având diferite grade de clivaj.