MineraleÎn acest articol vom prezenta în detaliu clasele de minerale, cu accent pe proprietăţile fizice şi chimice ale celor mai importante minerale din fiecare grupă. Veţi citi despre aur, diamant, turcoază, magnetit, sarea gemă, cuarţ şi multe altele.

 

 

 

Mineralele şi cristalele. Generalităţi (14)

 

Aurul, argintul, cuprul şi fierul

Aurul, argintul, cuprul şi fierul sunt patru minerale care se găsesc în stare nativă, apreciate de către oameni din cele mai vechi timpuri. Vom discuta despre aur şi argint, metale folosite pentru confecţionarea de podoabe încă din cele mai vechi timpuri, precum şi despre cupru şi fier, două metale care au declanşat revoluţii tehnologice şi care au conferit numele a două epoci.

Aurul
Formula chimică: Au 
Sistem cristalin: cubic
Duritate: 2-3
Culoare: galben aurie
Aurul se găseşte în natură fie ca element nativ, fie în componenţa altor minerale. Se găseşte majoritar în doar câteva minerale şi într-o proporţie mică într-un număr redus de minerale. Aurul este unul dintre primele metale prelucrate de către oameni, având o temperatură de topire scăzută (1200 grade Celsius). Pe lângă aceasta, aurul este maleabil şi moale. Aceste proprietăţi permit prelucrarea aurului sub diverse forme. În general este galben, însă culoarea lui poate fi influenţată de impurităţi. De exemplu aurul roşu sau roz cuprinde urme de cupru, iar cel alb este amestecat cu argint, platină, zinc sau nichel.
Prezenţa lui în scoarţa terestră este redusă în comparaţie cu a altor metale şi zăcămintele sunt răspândite pe tot globul. El se găseşte uneori împreună cu cuarţul, în filoane hidrotermale şi cu zăcămintele de cupru.
Dezagregarea şi transportul de către apele curgătoare a rocilor aurifere, duce la apariţia de zăcămintelor aluvionare (aflate în sedimentele transportate de ape) de aur. Aurul este folosit atât pentru bijuterii cât şi pentru instrumente dentare, componente electronice şi placări inoxidabile.

Argintul
Formula chimică: Ar
Sistem de cristalizare: cubic, mai rar forme dendritice (de rădăcini)
Duritate: 2-3
Culoare: alb spre gri
Argintul native, la fel ca aurul este un mineral rar şi preţios, care se găseşte în filoane hidrotermale, în formă de pepite, grăunţe sau firişoare ramificate. Este moale, maleabil şi uşor de prelucrat sub diverse forme. Şlefuit prezintă un luciu strălucitor, dar expus la aer se oxidează, înnegrindu-se. Oxidul format nu este aderent şi poate fi uşor înlăturat.
Datorită faptului că este un foarte bun conductor de electricitate, argintul este folosit în electronică şi electro-tehnică. Este folosit în stomatologie la construirea protezelor dentare.

Cuprul
Formula chimică: Cu
Sistem de cristalizare: cubic
Duritate: 2-3
Culoarea arămiu, când îşi pierde luciul devine maro
Cuprul este un mineral relativ abundent în scoarţa terestră şi se găseşte de obicei în zăcăminte de sulfaţi, cum este calcopirita. Se găseşte în principal în lava bazaltică. Cuprul reprezintă un metal foarte important pentru istoria omenirii; datorită punctului scăzut de topire a fost unul dintre primele şi cele mai utilizate metale folosite de oameni. Cuprul este ductil, ceea ce înseamnă că poate fi prelucrat sub formă de fire subţiri. Este folosit în electro-tehnică, precum şi la ţevi sau boilere.

Fierul
Formula chimică: Fe
Sistem cristalin cubic
Duritate 4
Culoare cenuşie ca oţelul până la negru
Nucleul Terrei este compus în principal din fier şi nichel, atât partea sa solidă cât şi cea lichidă. Prezenţa fierului în nucleul Terrei determină existenţa câmpului magnetic. Fierul nativ se mai găseşte şi în meteoriţi, dar la suprafaţa scoarţei este rar deoarece se combină uşor cu alte elemente.

 

 


 

Sulful, diamantul şi grafitul



În continuare vom prezenta alte trei elemente native: sulful, diamantul şi grafitul, care, spre deosebire de cele de mai sus, sunt constituite din atomii unor nemetale.

Sulful
Formula chimică: S
Sistem cristalin: rombic
Duritate: 2
Culoare: galben strălucitor până la galben maroniu

Sulfului nativ îi sunt caracteristice cristalele strălucitoare, cel mai adesea prismatice sau piramidale. Este prezent în preajma craterelor vulcanice şi în roci sedimentare precum evaporitele. Are un punct de topire mic (112 grade Celsius), iar la ardere emană un miros caracteristic, de ouă clocite. Este folosit pentru fabricarea: cauciucului, ebonitei, acidului sulfuric, prafului de puşcă, artificiilor, medicamentelor. Sulful nativ reprezintă o sursă importantă de sulf pentru industrie dar este destul de rar. Sulful se găseşte şi în componenţa a numeroase alte minerale.

Diamantul
Formula chimică: C
Sistemul cristalin: cubic
Duritate: 10
Culoarea: de obicei incolor, dar apare şi în forme colorate

Diamantul este un mineral nativ şi o piatră preţioasă, foarte apreciată. Diamantul, precum şi ruda sa grafitul sunt minerale formate exclusiv din carbon. Ceea ce face diferenţa între grafit şi diamante nu este compoziţia chimică, ci dispunerea atomilor, aceasta influenţând puternic proprietăţile fizice şi chimice ale mineralelor.

Formarea diamantelor are loc la adâncimi mari (150 km), unde temperaturile (1200-1400 grade Celsius) şi presiunile sunt ridicate. Acesta este ridicat la suprafaţă de către rocile vulcanice. Unele diamante sunt aduse pe Terra de către meteoriţi.

Diamantele sunt cel mai adesea incolore, dar pot fi şi galbene sau maro. După valoarea lor, diamante se împart în diamante incolore şi colorate. Cele mai valoroase sunt diamantele incolore, datorită rarităţii lor, celelalte fiind clasate după cât de închisă este culoarea, cele cu culori deschise fiind mai valoroase. Greutatea diamantelor este exprimată în carate (un carat=0,2 grame).

Foarte importantă la evaluarea unei bijuterii cu diamante este tăietura diamantului. Tăietura conferă diamantului strălucire, influenţând reflecţia şi refracţia luminii la trecerea prin acesta.

Pe lângă faptul că este folosit la producerea de bijuterii, diamantul este folosit datorită durităţii sale şi ca abraziv, precum şi la producerea instrumentelor de tăiat.


Grafitul
Formula chimică: C
Sistem cristalin: hexagonal
Duritate: 1-2
Culoare: negru
Numele grafitului provine din limba greacă de la cuvântul ,,grapho’’ (a scrie) deoarece acest mineral moale lasă urme, putând fi utilizat la scris. În prezent din grafit se fabrică minele de creion.

Precum am menţionat şi mai sus, grafitul la fel ca şi diamantul este alcătuit din atomi de carbon, dar cele două minerale diferă prin dispunerea atomilor de carbon. Formarea grafitului respectiv a carbonului este determinată de timpul în care se răceşte carbonul ieşit la suprafaţă.

 


 

Sulfurile


În continuare vom prezenta câteva minerale din clasa sulfurilor: pirita, calcopirita, magnetitul şi cinabrul.

Pirita
Formula chimică: FeS2
Sistem cristalin: cubic
Duritate: 6
Culoare: galben pal, mai închisă la oxidare
Numele de pirită vine din limba greacă de la cuvântul ,,pyros’’, însemnând foc, deoarece scoate scântei dacă este lovită cu putere. Denumirea sa populară este de ,,aurul proştilor’’, deoarece datorită culori sale aurii, aceasta poate fi confundată cu aurul. Spre deosebire de aur, pirita este mult mai dură şi este greu de prelucrat.

Pirita este un mineral de fier destul de răspândit şi se formează într-o mare varietate de condiţii geologice. Apare concentrată în unele minereuri, de la zăcăminte uriaşe de sulfuri şi până la filoane hidrotermale.

Calcopirita
Formula chimică: CuFeS2
Sistem cristalin: tetragonal
Duritate: 3-4
Culoare: galben-auriu
Calcopirita este unul dintre cele mai importante minereuri de cupru. Se găseşte în filoane hidrotermale, precum şi în unele roci vulcanice. Seamănă mult cu pirita, dar este de un galben mai intens şi are cristale tetragonale, nu cubice.

Cinabrul
Formula chimică: HgS
Sistem cristalin: tetragonal
Duritate: 2
Culoare: rosu intens
Cinabrul este cel mai cunoscut minereu de mercur. Se formează de obicei prin procese hidrotermale, din amestecuri de minerale topite, gaze vulcanice şi apă. În trecutul îndepărtat era folosit ca pigment roşu. Este folosit pentru producerea de baterii, instrumente electrice şi numeroase substanţe chimice.

Blenda
Formulă chimică ZnS
Sistem cristalin cubic
Duritate: 3-4
Culoare maro-gălbui până la negru
Blenda, numită şi sfalerit, este cel mai răspândit minereu de zinc, deci este principala sursă a acestui metal. Poate fi întâlnită în mai multe culori şi este greu de deosebit de alte minerale, precum magnetitul. Blenda apare deseori împreună cu galena şi alte sulfuri în filoane hidrotermale. Numele de sfalerit vine de la grecescul ,,sphaelos’’ (înşelător), deoarece nu prezintă caractere distinctive, care să permită deosebirea ei de alte minerale.

Galena
Formulă chimică PbS
Sistem cristalin Cubic
Duritate: 2
Culoare plumburiu

Galena este cel mai întâlnit minereu de plumb şi cel mai important din punct de vedere economic. Se distinge cu uşurinţă datorită culorii cenuşii, strălucirii metalice, densităţii mari şi clivajului cubic perfect - se sparge în cuburi perfecte. A fost unul dintre primele minereuri metalice exploatate; babilonieni o topeau pentru vase şi era foarte apreciată chiar şi de către romani. Este folosită (prin plumbul conţinut) la vopseluri, ţevi, baterii.

 




Oxizii


În continuare vom prezenta patru minerale care fac parte din grupa oxizilor.

Hematitul
Formulă chimică Fe2O3
Sistem cristalin trigonal
Duritate: 5-6
Culoare maro-roşcat, gri ca oţelul până la negru.
Hematitul este unul dintre primele minerale exploatate de către om. Încă din paleolitic acesta era măcinat, obţinându-se astfel un pigment roşu, care a făcut posibilă realizarea marilor opere artistice din acea vreme. Hematitul lustruit a fost considerat o piatră preţioasă şi folosit pentru ornamente, mai ales în timpul epocii victoriene.

Spinelul
Formulă chimică MgAl2O4
Sistem cristalin cubic
Duritate: 7-8
Culoare diverse culori, poate fi şi incolor.
Spinelul se întâlneşte sub formă de cristale bine individualizate în rocile magmatice, dar şi ca şi cristale imperfecte şi cristale gemene (macle). Ţări cu rezerve bogate de spinel sunt Pakistanul şi Myanmarul.

Magnetitul
Compoziţie chimică: Fe3O4
Sistem cristalin: cubic
Densitate: 5-6
Culoare: negru

Magnetitul este un important minereu de fier. Acest mineral, precum îi spune şi numele, prezintă un puternic caracter magnetic. A fost descris de naturalistul roman Plinius cel Bătrân, care clasifică aceste minerale în feminine sau masculine, după cum se atrag sau se resping. Studiind orientarea acestor minerale, geologii pot afla care era poziţia polilor magnetici ai Terrei în trecut. Acest lucru este posibil datorită faptului că fragmentele de magnetită, ca orice alţi magneţi, se orientează spre polul nord magnetic al Terrei. Se găseşte sub formă de mase compacte.

Corindonul
Compoziţie chimică Al2O3
Sistem cristalin trigonal
Duritate: 9
Culoare diferite culori, roz, roşu (rubin), albastru (safir), incolor

Corindonul cuprinde câteva tipuri de nestemate celebre şi foarte valoroase, ca rubinul (roşu) şi safirul (albastrul). Când sunt şlefuite unele dintre ele prezintă o stea de lumină cu şase colţuri, reflectată de unele cristale aciculare din cristalul de corindon, privit dintr-un anumit unghi. Corindonul se găseşte în rocile vulcanice, uneori sub forma unor cristale mari. Întrecut în duritate doar de diamante, acesta nu se erodează şi se acumulează în depuneri aluvionare de nisip şi pietriş, mai ales în Sri Lanka şi Myanmar. Producţia de corindon sintetic de calitatea pietrei preţioase a început în secolul al XIX-lea.

 




Hidroxizii şi halogenurile


Continuăm cu o scurtă prezentare a câtorva minerale din clasa hidroxizilor şi cea a halogenurilor.

Goethitul
Formulă chimică: FeO(OH)
Sistem cristalin: rombic
Duritate: 5
Culoare: Galben până la brun închis
Descoperit în 1806, goethitul a fost denumit după poetul şi filozoful Johann Goethe, care era de asemenea şi geolog. Apare sub forma unor mase globulare sau de tipul stalagmitelor. Cristalele mari sunt rare şi pot fi lamelare sau prismatice. Deşi foarte răspândit, goethitul are o valoare economică scăzută.

Limonitul
Formula moleculară: nu este foarte bine definită
Sistem cristalin: cristale variate
Duritate: 5
Culoare: galben brun, negru
Împreună cu hematitul, limonitul a fost folosit ca minereu de fier din cele mai vechi timpuri. Este întâlnit în special în zonele mlăştinoase.

Manganitul
Formula chimică: MnO(OH)
Sistem cristalin: prisme alungite
Duritate: 4
Culoare: negru opac
Se formează prin fenomene hidrotermale şi este deseori însoţit de calcit şi siderit.

Fluoritul
Formulă chimică: CaF2
Sistem cristalin: cubic
Duritate: 4
Culoare: diverse culori, în special albastru şi verde
Uneori în filoanele hidrotermale se găsesc cristale cubice de fluorit, într-o gamă largă de culori, singure sau alături de minerale metalice. În antichitate era considerat piatră decorativă. Mineralogul german Friedrich Mohs a descoperit intense fluorescenţă a unor tipuri de fluorit.

Sarea gemă

Formulă chimică: NaCl
Sistem cristalin: cubic
Duritate: 2
Culoare: brun deschis, brun-roşcat, incolor
Sarea gemă este sarea pe care o folosim zilnic pentru a ne săra mâncarea. Acest mineral este foarte important ca sursă de sare. Provine în special din evaporarea apei din de mare în timpul evoluţie geologice a Terrei. Pentru că sarea gemă are densitate mică şi se poate recristaliza la temperaturi şi presiuni joase, zăcămintele aflate la mari adâncimi se deformează mase compacte, denumite domuri diapire.

Atacamitul
Formulă chimică Cu2Cl(OH)3
Sistem cristalin prisme alungite
Duritate: 3
Culoare verde închis
În Europa acest mineral este rar, câteva exemplare interesante au fost găsite în Cornwall, Spania şi Sardinia. Este de asemenea prezent în lavele Vezuviului şi ale Etnei.

 


 


Carbonaţii

Următoarea clasă importantă de minerale de care ne vom ocupa sunt carbonaţii.

Calcitul
Formulă chimică: CaCO3
Sistem cristalin: trigonal
Duritate: 3
Culoare: alb sau incolor
Calcitul este unul dintre cele mai răspândite minerale din scoarţa Pământului. Apare sub formă compactă, granulară sau cristalină. Calcitul se găseşte în roci sedimentare precum calcarul,în marmură şi în rocile vulcanice. Cristalele de calcit se pot forma în condiţiile de la suprafaţa scoarţei şi se dizolvă rapid în apă uşor acidă. Deci, calcitul poate fi solubilizat cu uşurinţă din roci, transportat în formă de soluţie şi depus în altă parte. La suprafaţă acest rezultatul acestui proces este creşterea stratelor de calcar şi formarea reţelelor de peşteri. Apele bogate în carbonat de calciu depun calcitul sub forma stalactitelor, stalagmitelor şi a coloanelor.

Cea mai mare parte din calcit este prezent în sedimentele marine, formate din cochiliile şi scheletele vieţuitoarelor marine, în special în zonele cu recife de corali.

Dolomitul
Formulă chimică: CaMg(C03)2
Sistem cristalin: trigonal
Duritate: 3-4
Culoare: alb, cenuşiu până la negru
Dolomitul este un mineral important din alcătuirea rocilor şi s+a format în mase de dimensiunea munţilor. Magneziul din compoziţia  sa creează mici diferenţe între dolomite şi calcite, de exemplu dolomitul nu se dizolvă uşor în apa de adâncime acidă, iar relieful alcătuit din dolomite nu prezintă grote şi peşteri ca cel alcătuit din calcit. Rocile dolomitice sunt folosite la pavări, ca pietre decorative şi la fabricarea cimentului.

Malahitul
Formulă chimică: Cu2CO3(OH)2
Sistem cristalin: monoclinic
Duritate: 3-4
Culoare: Verde-deschis
Acest mineral, bogat în cupru este produsul obişnuit al dezagregări minereurilor de cupru. Malahitul conţine circa 57% cupru şi apare de cele mai multe ori sub formă de încrustaţii stratificate. Grecii antici îşi confecţionau amulete din malahit, deoarece credeau că acestea îi vor proteja de rele.

Rodocrozit
Formulă chimică: MnCO3
Sistem cristalin: trigonal
Duritate: 3-4
Culoare: roşu-roz
Numele acestui carbonat de mangan, care are adesea o minunată culoare trandafirie, provine din grecescul rhodokhros (de culoarea trandafirului). Rodocrozitul apare sub formă de cristale, de granule, compact şi uneori globular, cu strate concentrice colorate. Se găseşte în filoane hidrotermale, împreună cu minereuri de cupru, argint, plumb. Rodocrozitul din Argentina este folosit pentru bijuterii.

 


 


Wolframaţi, vanadaţi, boraţi şi wulfenitul


Continuăm articolul cu trei clase de minerale destul de rare: wolframaţii, vanadaţii şi boraţii.

Wolframitul

Formulă chimică: (Fe,Mn)WO4
Sistem cristalin: monoclinic
Duritate: 5
Culoare: gri până la negru-maroniu
Cantităţile de fier, mangan şi wolfram din compoziţia sa pot varia destul de mult. În varianta denumită ,,ferberit’’ există cantităţi mai mari de fier, iar în varianta denumită ,,hubnerit’’domină procentul în mangan. Din punct de vedere economic acest mineral reprezintă cel mai important minereu de wolfram. Wolframul, denumit şi tungsten are o temperatură de topire ridicată (3387 grade Celsius) şi de aceea este folosit la fabricarea filamentelor electrice şi a oţelurilor pentru uneltele de mare viteză.Wolframitul se poate forma în filoane hidrotermale.

Carnotit
Formulă chimică: K2(UO2)2 (VO4)2 3H20
Sistem cristalin: monoclinic
Duritate: 2
Culoare: galben deschis până la galben verzui
Carnotitul este un mineral foarte radioactive şi este extras pentru că are circa 63% oxid de uraniu. Se depune în rocile sedimentare din apele bogate în uraniu şi vanadiu. Este greu de diferenţiat de alte minerale care conţin uraniu, diferenţa apărând doar la testele cu raze X.

Vanadinit
Formula chimică: Pb5 (VO4)3Cl
Sistem cristalin: prisme
Duritate: 3
Culoare: roşu portocaliu, roşu brun, galben
Zăcăminte de vanadinit se găsesc în munţii Ural, în Australia, în Scoţia şi în diverse mine din Arizona şi New Mexico. Vanadinitul este exploatat industrial pentru extragerea vanadiului, element utilizat în metalurgie şi în prepararea oţelurilor speciale.

Boraxul
Formulă chimică: Na2B4O5(OH)4 8H2O
Sistem cristalin: monoclinic
Duritate: 2
Culoare: alb sau incolor
Boraxul a fost descoperit și descris în anul 1748 de mineralogul suedez „Johan Gottschalk Wallerius” (1709-1785), denumirea lui venind din limba arabă „bauraq - alb”.

Mineralul era folosit cu mult înainte de către vechi egipteni la îmbălsămarea mumiilor.Se formează de obicei prin secarea lacurilor sărate.  Este unul din cele câteva minerale rare care conţin elementul bor.

Boraxul este folosit la fabricarea săpunului, a detergenţilor, dezinfectanților, insecticidelor, precum şi în industria alimentară.

Wulfenitul
Formulă chimică: PbMoO4
Sistem cristalin: trigonal
Duritate: 3
Culoare: galben-oranj, roşu până la brun
Wulfenitul, un mineral compus din plumb şi molibdat, se întâlneşte în formă compactă sau de cristale. Formează plăcuţe colorate de la galben-portocaliu până la maro-roşcat. Se formează în zona oxidată a zăcămintelor de molibden şi plumb.

 


 


Fosfaţi şi silicaţi


În continuare, despre fosfaţi şi silicaţi. Vom descrie fosfaţi ca turcoaza şi apatitul şi silicaţi precum zirconul, olivina, berilul şi cuarţul.

Turcoaza
Formulă chimică: CuAl5 (PO4)4 (OH)8 5H2O
Sistem cristalin: triclinic
Duritate: 5-6
Culoare: azuriu până la verde-albăstrui

Turcoaza a fost în trecut una dintre cele mai exploatate pietre preţioase. De obicei se găseşte sub formă compactă sau granulată. Se găseşte în roci vulcanice şi sedimentare. Zăcăminte importante ale acestui mineral se găsesc în Australia, Afghanistan, nordul Indiei,  Turkmenistan , Corwall, Saxonia şi Silezia. Imitaţia de turcoază a apărut în Franţa în anul 1972.

Apatit
Formulă chimică: Ca5(PO4)3(Fe,Cl,OH)
Sistem cristalin: hexagonal
Duritate: 5
Culoare: diverse, verde, brun
Este cel mai important minereu de fosfor şi este folosit la fabricarea îngrăşămintelor chimice şi a acidului clorhidric. În organismul uman are o deosebită importanţă în formarea scheletului. Interesul pentru apatit ca piatră preţioasă este în creştere, în special varianta ochi de pisică.

Zirconul
Formulă chimică: ZrSiO4
Sistem cristalin: tetragonal
Duritate: 7
Culoare: brun, verde, albastru şi negru
Zirconul este unul dintre cele mai vechi minerale de pe Terra, duritatea ridicată permițându-i să supravieţuiască în diverse condiţii. Datorită rezistenţei la eroziune şi degradare se acumulează în depozite aluvionare.  Multă vreme acesta a fost confundat cu diamantul, în special gemele din Sri Lanka, foarte asemănătoare ce acesta. Principali producători de zirconiu sunt Africa de Sud, SUA şi Australia.

Olivină
Formulă chimică: (Mg,Fe)2SiO4
Sistem cristalin: rombic
Duritate: 6-7
Culoare: verde-gălbui
Olivina, cel mai abundent dintre silicaţi, se găseşte de obicei în roci vulcanice. Cristalele perfecte sunt rare, însă există o formă de olivină verde, adusă în Europa de cruciaţii, care s-au întors din insula Zebirget. Olivina a fost identificată în 1772 într-un meteorit.

Cuarţ
Formulă chimică: SiO2
Sistem cristalin: trigonal
Duritate: 7
Culoare: foarte diverse, de la alb până la negru
Cuarţul este un mineral destul de răspândit în scoarţa terestră. În stare pură este incolor, impurităţile conferindu-i numeroase culori. Cuarţul se formează frecvent în geode. Varietăţi de culoare sunt ametistul varietatea violetă a cuarţului, citrin varietatea galbenă a cuarţului, cuarţul roz etc. Utilizat pentru producerea celulelor solare, semiconductorilor şi televiziune. Varietăţile colorate ale cuarţului sunt folosite la confecţionarea bijuteriilor.

Roci magmatice, metamorfice, sedimentare (16)

 

 

Bibliografie:
Terra - Enciclopedia completa a planetei noastre, Editura RAO
Minerale&fosile, Editura Erc Press

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.