Pierwsze zajęcia

„Mineralogia i Petrografia”

I rok studia zaoczne

rok akademicki 2007/2008

Plan ćwiczeń

- Pojęcia wstępne :
minerał, kryształ, skała

-Wstęp do krystalografii

-Makroskopowe cechy
minerałów

-Rudy i minerału rudne –
rozpoznawanie
makroskopowe

Minerał

- jest to faza krystaliczna bądź amorficzna, powstała w wyniku

procesów geologicznych lub kosmologicznych.

Skała

- to zespół minerałów (jeden, kilka), powstały na skutek

geologicznych lub kosmologicznych procesów.

Kryształ

- to substancja stała z periodycznie powtarzanym się

motywem, zbudowanym z jonów, cząsteczek, bądź molekuł, które można

opisać za pomocą komórki elementarnej i zespołu jej przekształceń

przestrzennych. Kryształ posiada swoiste cechy fizykochemiczne.

Względem tych cech kryształ może być izotropowy, lub anizotropowy.

Izotropowy kryształ jest w całej swojej objętości niezmienny względem

danej cechy. Anizotropia objawia się zmiennością wartości danej cechy

w objętości kryształu, często wzdłuż osi krystalicznych, lub w pomiędzy

środkiem i strefami przy powierzchniowymi kryształu.

Krystalografia

to nauka zajmująca się opisem wewnętrznej budowy i jej

zaburzeń w kryształach (i krystalitach), oraz sposobu ich tworzenia się.

Pojęcia podstawowe

7 UKŁADÓW

KRYSTALOGRAFICZNYCH:

Układ

krystalograficzny

Stosunki kątowe i osiowe

Kąty

międzyosiowe

Parametry ściany

jednostkowej

Trójskośny

      90

0

a  b  c

Jednoskośny

 =   90

0

 

a  b  c

Rombowy

 =  =  = 90

0

a  b  c

Tetragonalny

 =  =  = 90

0

a = b  c

Trygonalny

(Romboedryczny)

a

1

= a

2

= a

3

= 90

0

 = 120

0

a

1

= a

2

= a

3

 c

a

1

= a

2

= a

3

 90

0

a = b = c

Heksagonalny

a

1

= a

2

= a

3

= 90

0

 = 120

0

a

1

= a

2

= a

3

 c

Regularny

 =  =  = 90

0

a = b = c

Układ trójskośny

W układzie tym osie współrzędnych
xyz nie tworzą między sobą kątów
prostych (, ,  ≠ 90

o

) a

jednocześnie parametry odcięte na
poszczególnych osiach
krystalograficznych są różne (a ≠ b
≠ c). W układzie tym krystalizuj a
m.in. plagioklazy

Układ jednoskośny

W

układzie

jednoskośnym

osie

krystalograficzne xyz tworzą kąty:  =

 = 90

o

oraz  = 60

o

, natomiast

parametry odcięte na poszczególnych
osiach nie są sobie równe (a ≠ b ≠ c).
W układzie krystalizują m.in. Gips,
zeolity,

Układ rombowy

Układ ten ma trzy prostopadłe osie
krystalograficzne xyz:  =  =  = 90

o

,

natomiast

parametry

odcięte

na

poszczególnych osiach nie są sobie
równe (a ≠ b ≠ c).
W układzie tym krystalizują
m.in.: topaz, baryt, aragonit

Układ tetragonalny

Układ ten ma trzy osie krystalograficzne
ustawione do siebie prostopadle, czyli 

=  =  = 90

o

. Parametry odcięte na

osiach poziomych xy są sobie równe,
jednak różne od parametry odciętego na
osi z (a = b ≠ c). W układzie tym
krystalizuje m.in. rutyl.

Układ trygonalny

Określany

również

jako

romboedryczny.

Składa się on z trzech osi krystalograficznych
xyz, które są nachylone względem siebie pod
analogicznym kątem, lecz różnym od kąta
prostego. Równoległościan elementarny ma
kształt romboedru. Wszystkie krawędzie są
jednakowej długości, czyli a = b = c, a każda
ściana ma kształt rombu. W układzie tym
krystalizuje m.in. Kwarc, hematyt, kalcyt

Układ heksagonalny

Charakteryzuje się obecnością czterech
osi krystalograficznych x

1

, x

2

, x

3

, leżą one

na wspólnej płaszczyźnie poziomej i
przecinają się pod kątem 120

o

, natomiast

oś

pionowa

jest

prostopadła

do

płaszczyzny wyznaczonej przez osie x. W
układzie tym krystalizuje m.in. grafit

Układ regularny

Układ

regularny

ma

trzy

osie

krystalograficzne xyz ustawione względem
siebie prostopadle ( =  =  = 90

o

). Na

osiach tych są odcięte równe odcinki a = b =
c. W układzie tym

krystalizuje wiele metali
rodzimych, siarczków

(piryt, galena), granaty,
halit

Płaszczyzna (100)

Płaszczyzna (110)

Płaszczyzna (111)

Elementy symetrii

kryształów

Symetria kryształów jest analizowana

względem:

-Prostej

-Płaszczyzny

-Punktu

Oś symetrii

(symetria względem prostej) jest to

prosta przechodząca przez środek kryształu.
Kryształ obrócony o 360o pokrywa się dwa lub
więcej razy z pierwotnym położeniem. Krotność
osi symetrii oznaczamy symbolem L.

Wyróżniamy osie symetrii
- Dwukrotne L

2

- Trójkrotne L

3

- Czterokrotne L

4

- Sześciokrotne L

6

Wyróżnia się dodatkowe typy

osi symetrii:

- Oś polarna (biegunowa)

- oś, która łączy

odmienne elementy budowy kryształu
(np. krawędź i ścianę).

-Oś dwubiegunowa

- łączy ona te same

elementy budowy kryształu.

- Oś inwersyjna

- jest to połączenie

działania osi symetrii i środka symetrii

Płaszczyzna

symetrii

(symetria

względem płaszczyzny) dzieli kryształ na
dwie symetryczne części, które względem
siebie pozostają jak przedmiot do swego
odbicia

w

zwierciadle

płaskim.

Płaszczyznę

symetrii

oznacza

się

symbolem P

Centrum symetrii

(symetria względem

punktu) jest to punkt położony w środku
geometrycznym kryształu. Występuje ono
w kryształach posiadających ściany parami
równoległe. Centrum symetrii oznaczane
jest symbolem C i może być tylko jedne w
krysztale.

Układ

krystalografi

czny

Kąty

międzyo

siowe

Parametry

ściany

jednostko

wej

Symetria

minimum

Symetria

maximum

Trójskośny

    

 90

0

a  b  c

L

1

lub C

C

Jednoskośny

 =  

90

0

 

a  b  c

L

2

lub P

L

2

+ P + C

Rombowy

 =  =

 = 90

0

a  b  c

3L

2

lub L

2

+ 2P

3L

2

+ 3P +

C

Tetragonalny

 =  =

 = 90

0

a = b  c

L

4

lub L

4

S

L

4(

L

4

S

) +

4L

2

+5P+C

Trygonalny

(Romboedry

czny)

a

1

= a

2

=

a

3

= 90

0

 = 120

0

a

1

= a

2

= a

3

 c

L

3

lub L

6

S

L

6

S

(L

3

) +

3L

2

+ 4P +

C

a

1

= a

2

=

a

3

 90

0

a = b = c

Heksagonaln

y

a

1

= a

2

=

a

3

= 90

0

 = 120

0

a

1

= a

2

= a

3

 c

L

6

L

6

+ 6L

2

+

7P + C

Regularny

 =  =

 = 90

0

a = b = c

4L

3

lub 4L

6

S

3L

4

+ 4L

6

S

+ 6L

2

+ 9P

+ C

Cechy fizyczne
minerałów

Cechy fizyczne

minerałów:

-Pokrój

- Barwa

-Rysa

-Połysk

-Łupliwość

-Przełam

-Twardość

Pokrój

Jest to kształt kryształów charakterystyczny dla danego minerału.

Wyróżniamy pokrój:

- Izometryczny
- Słupkowy
- Igiełkowy
- Włóknisty
- Tabliczkowy
- Blaszkowy

 

Barwa

Jest uzależniona od tego, jaką część widma
światła białego absorbuje badany minerał.

- Bezbarwne
- Zabarwione
- Barwne

Rysa

Jest to barwa sproszkowanego minerału.

- minerały barwne mają rysę barwną
- minerały bezbarwne i zabarwione

maja rysę białą

Połysk

Jest to zdolność minerału do odbijania światła. 

Wyróżniamy minerały o połysku:

- diamentowym

– niezwykle intensywny,

charakterystyczny dla niektórych minerałów
przezroczystych i przeświecających np. diament, cyrkon,
siarka, sfaleryt

- jedwabistym

– wykazują go minerały o budowie

włóknistej np. azbest, krokidolit

- metalicznym

- charakterystyczny dla wielu minerałów

kruszcowych np. chalkopiryt, galena, magnetyt,
antymonit, piryt

- półmetalicznym

– znacznie mniej intensywny od

metalicznego, charakterystyczny dla niektórych rud np.
hematyt

- perłowym

– spotykany w minerałach o budowie

blaszkowej, charakterystyczny dla minerałów
przezroczystych np. gips, muskowit, talk

- szklistym

– bardzo rozpowszechniony w świecie minerałów, przypominający

połysk czystej powierzchni szklanej np. apatyt, fluoryt, kwarc, korund

- tłustym (woskowy)

– charakterystyczny dla wielu minerałów

nieprzezroczystych; ściany minerałów o tym połysku wyglądają jak
natłuszczone np. opal, nefryt, kordieryt

- ziemistym (zwyczajny)

– charakterystyczny dla minerałów występujących w

skupieniach zbitych.

- matowym

- brak połysku np. jaspis, chiasolit

Wyróżniamy minerały o połysku:

Łupliwość

Jest to zdolność minerału do pękania wzdłuż
równoległych płaszczyzn
pod wpływem uderzenia lub nacisku.

Łupliwość może być:

- doskonała
- bardzo dobra
- wyraźna
- niewyraźna

Niektóre minerały nie wykazują łupliwości (np. kwarc).
 
 

Przełam

 

Powstaje wtedy, gdy minerał pęka pod
wpływem uderzenia wzdłuż 
nierównych powierzchni. 

Przełam może być:

- nierówny
- muszlowy
- zadziorowaty
- ziemisty

Twardość

Jest to opór, jaki stawia minerał próbującemu go

zarysować ostrzu. 

Najczęściej określamy twardość względną minerału w

oparciu o skalę Mohsa

Twardoś

ć

Minerał wzorcowy

1.

Talk

Mg

3

(OH)

2

[Si

4

O

10

]

2.

Gips

CaSO

4

· 2H

2

O

3.

Kalcyt

CaCO

3

4.

Fluoryt

CaF

2

5.

Apatyt

Ca

5

(Cl,F,OH)[PO

4

]

3

6.

Ortoklaz

KAlSi

3

O

8

7.

Kwarc

SiO

2

8.

Topaz

Al

2

(F,OH)

2

[SiO

4

]

9.

Korund

Al

2

O

3

10.

Diament

C

Rudy i minerały

rudne