Curs de Mineralogie

Mineralogia este stiinta naturii care studiaza mineralele din punct de vedere al clasificarii, genezei, chimismului, structurii atomice interne si al proprietatilor fizico-chimice.

Mineralul. În sens strict un mineral poate fi definit ca o substanta anorganica, formata pe cale naturala, care are o compozitie chimica definita, aflata în stare de agregare solida, cristalizata omogen. Aceste limite stricte ale definitiei impun unele precizari si discutii pentru largirea sferei de cuprindere a notiunii de mineral:

1. Caracteristica de substana anorganica elimina din câmpul mineralelor substantele organice produse de plante si animale. Este vorba de scheletele externe ale unor organisme inferioare constituite din carbonat de calciu identic din punct de vedere fizic si chimic cu aragonitul (CaCO3 cristalizat în sistemul rombic). În aceiasi situatie se afla si solidele omogene acumulate sub forma de calculi sau pietre în organismul uman. Daca aceste produse organice au o semnificatie mineralogica redusa, nu acelasi lucru se poate spune despre produsele energetice organice de tipul carbunilor si bitumenelor naturale, pe care unii mineralogi le includ în rândul mineralelor.

2. Calificativul de substanta naturala presupune o discriminare fata de produsii sintetici, mai ales ca în prezent majoritatea mineralelor pot fi sintetizate în laborator. În acelasi conrext se poate discuta despre mineralele formate pe cale naturala prin transformarea zgurilor metalurgice rezultate în urma proceselor de extragere a metalelor din minereuri care au început în urma cu 6-7 mii de ani.

3. Compozitia chimica definita a mineralelor sugereaza ca acestea se caracterizeaza printr-o formula chimica fixa. Însa formulele chimice ale mineralelor pot fi simple sau complexe în functie de numarul elementelor chimice constitutive si de proportia în care sunt combinate. Astfel apare deosebirea intre o compozitie chimica fixa si una definita. Foarte multe minerale pot varia în compozitie, ea nefiind deci fixa, dar aceasta variatie are loc în limite definite.

4. Starea de agregare solida poate fi o cerinta arbitrara în cazul substantelor cu puncte de topire/solidificare apropiate de temperatura ambientala. În aceasta situatie se afla gheata si mercurul nativ, cu puncte de topite în limitele variatiilor climatice.. În aceste cazuri restrictia referitoare la starea de agregare devine nerelevanta, iar apa si mercurul lichid pot fi considerate minerale.

5. Notiunea de cristal omogen exclude dintre minerale substantele naturale amorfe si cele mezomorfe care în sens mai larg pot fi, de asemenea, considerate minerale.

Compozitia chimica a mineralelor

În compozitia chimica a mineralelor intra majoritatea elementelor chimice cunoscute. În functie de tendinta lor de asociere elementele chimice se înpart în 2 categorii:

1. Elemente petrogene cu tendinta preponderent oxifila, intra în compozitia chimica a silicatilor, oxizilor, carbonatilor, sulfatilor, fosfatilor, minerale care formeaza rocile din scoarta terestra. Cele mai importante elemente petrogene sunt: O, Si, Al, Fe, Mn, Ca, Na, K, Mg, Ti.

2. Elemente metalogene care au tendinta sulfofila. Acestea intra în compiozitia chimica a sulfurilor, sulfosarurilor, arseniurilor, antimoniurilor, a unor oxizi sau elemente native. Principalele elemente metalogene sunt: Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Cr, Mo, Te, W, Co, Ni, Pt, U. Desi continuturile medii ale acestor elemente în scoarta terestra sunt mici, uneori pot forma acumulari locale importante de minereuri metalice.

Consideratii privind denumirea mineralelor

Numele mineralelor a derivat initial de la proprietatile lor fizice, oferind astfel informatii referitoare la unele particularitati ale lor. Cuvinte din limba greaca sau latina, mai rar araba sau germana, exprima unele caracteristici ale mineralelor.

- Culoarea: albit Na[Si3AlO8]  albus (latina); rodocrozit MnCO3  rhodos (greaca); azurit Cu3(CO3)2(OH)2  azul (araba).

- Greutatea specifica: baritina BaSO4  barys (greaca).

- Duritatea: disten Al2[SiO4]O  stenos=rezistent (greaca)

- Forma cristalografica: tetraedrit (Cu,Fe)12Sb4S13

- Proprietati magnetice: magnetit Fe3O4  mineral puternic feromagnetic.

O serie de denumiri provin de la compozitia chimica a mineralelor: calcit CaCO3, cuprit Cu2O, zincit ZnO, fluorina CaF2, magnezit MgCO3.

Multe denumiti indica numele localitatilor sau zonelor unde au fost descoperite mineralele: vezuvian (Vezuviu), andaluzit (Andaluzia), aragonit (Aragon), muscovit (Moscova), ilmenit (Ilmen), hedembergit (Hedemberg), freibergit (Freiberg).

În momentul dezvoltarii mineralogiei ca stiinta s-a impus obiceiul de a dedica mineralele noi descoperite unor personalitati stiintifice sau culturale: wollastonit (Wollaston), franklinit (Franklin), goethit (Goethe).

În prezent se au în vedere urmatoarele criterii pentru denumirea mineralelor: (a) renuntarea la nume proprii pentru denumirea varietatilor chimice minore ale unor minerale; (b) impunerea genului masculin cu terminatia it în locul genului feminin cu terminatia ita (ex. magnetit, calcit). În unele cazuri s-a pastrat terminatia ita pentru denumiri intrate în limbajul comul (ex. pirita, marcasita).