Ορυκτά - Πετρώματα


Oρυκτό (mineral) είναι μία χημική ένωση ή στοιχείο, το οποίο έχει σχηματισθεί σαν αποτέλεσμα μίας γεωλογικής διεργασίας και κανονικά έχει μία συγκεκριμένη κρυσταλλική δομή
. "Ορισμός κατά την “Επιτροπή Νέων Ορυκτών και Ονομάτων των Ορυκτών” της Ιnternational Mineralogical Association (Nickel, 1995)."


Σαν κρυσταλλική δομή εννοείται η τρισδιάστατη διάταξη ενός ή περισσότερων στοιχείων με συγκεκριμένο τρόπο, όπως επιβάλλουν τα χημικά χαρακτηριστικά τους, π.χ. μέγεθος ατόμων, σθένος, διατήρηση ουδετερότητας φορτίων, είδος δεσμών. 

krystalloi-xloriouxou-natriouAριστερά: Kρύσταλλοι χλωριούχου νατρίου (NaCl, το γνωστό μας αλάτι, Πηγή: MinDat) - Δεξιά: Δείτε την τρισδιάστατη διάταξη μεταξύ ιόντων χλωρίου (γκρί σφαίρες) και νατρίου (κόκκινες)

autofyihsAυτοφυής άργυρος (τεφρά νήματα) πάνω σε κρυστάλλους ασβεστίτη. Από το παλαιό μεταλλείο Πλάκας Λαυρίου (φωτό Ν. Σκαρπέλης)smithsonitisΣμιθσονίτης (ZnCO3 - πηγή ψευδαργύρου) σε βοτρυοειδή ανάπτυξη σε σιδηρομετάλλευμα (παλαιό μεταλλείο Καμάριζας) (φωτό Ν. Σκαρπέλης)

galenite  adular 
Κρύσταλλοι γαληνίτη (PbS – πηγή μολύβδου και πιθανόν αργύρου) BA Χαλκιδική (φωτό Ν. Σκαρπέλης)

Αδουλάριος (KAlSi3O8), ένα μέλος της ομάδας των αστρίων. Διαγενετική ανάπτυξη ιδιόμορφων κρυστάλλων μέσα σε ηφαιστειοκλαστικά ιζήματα (Βάνι, Δυτική Μήλος) (φωτογραφία Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου Σάρωσης)

Τα ορυκτά σε ατμοσφαιρικές συνθήκες βρίσκονται σε στερεά κατάσταση. Εξαίρεση αποτελεί ο υδράργυρος ο οποίος στη φύση βρίσκεται σε υγρή κατάσταση. Στην κατηγορία των ορυκτών εντάσσονται και ενώσεις οι οποίες βρίσκονται σε άμορφο κατάσταση, δηλαδή δεν χαρακτηρίζονται από συγκεκριμένη κρυσταλλική δομή (π.χ. άμορφο πυρίτιο).

Πετρώματα καλούνται οι μορφολογικά αυτοτελής δομικές μονάδες με καθορισμένη ορυκτολογική σύσταση απο τις οποίες συνίστατε ο φλοιός της γής.

Το μάρμαρο είναι πέτρωμα που αποτελείται σχεδόν μόνο από τα ορυκτά ασβεστίτη ή δολομίτη ή ένα μίγμα των δύο. Μάρμαρα διαφόρων αποχρώσεων οφείλουν το χρώμα τους στην παρουσία και άλλων ορυκτών (π.χ. λευκού μαρμαρυγία, σερπεντίνη).

marble-quarry thassos chromite
 Λατομείο λευκού μαρμάρου στη Θάσο. Mετάλλευμα χρωμίτη (μαύρες ταινίες) μέσα σε πέτρωμα που αποτελείται από ολιβίνη (Βούρινος, Νομός Κοζάνης). Δημιουργήθηκαν μέσα στο μανδύα της γης πριν από περίπου 170 εκ. έτη. Η εξόρυξη του υλικού αυτού μπορεί να αποβεί διπλά χρήσιμη: ο χρωμίτης μετά από μεταλλουργική κατεργασία είναι χρήσιμος στη χαλυβουργία σαν πηγή σιδήρου και χρωμίου, ενώ ο ολιβίνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία πυριμάχων.

Τα ορυκτά είναι πολύτιμα για τη μελέτη της γεωλογικής εξέλιξης της γης.

Η μελέτη των ορυκτών είναι πολλαπλά χρήσιμη. Ορισμένα βρίσκουν εφαρμογή στη βιομηχανία ως έχουν ή μετά από επεξεργασία. Πολλά ορυκτά ορυκτών που δημιουργούνται κάτω από τις ίδιες φυσικοχημικές συνθήκες και συνιστούν μία «παραγένεση ορυκτών», έχουν ιδιαίτερη αξία για τους γεωλόγους, αφού αποτελούν χρήσιμα εργαλεία για τη μελέτη της γεωλογικής ιστορίας μίας περιοχής. Άλλα ορυκτά ή παραγενέσεις ορυκτών αποτελούν δείκτες μίας μεταλλοφορίας ή αποδεικνύουν τον τρόπο γένεσης και εξέλιξης πετρωμάτων, μεταλλευμάτων ή γεωλογικών σχηματισμών. Χαρακτηριστικά είναι τα παρακάτω παραδείγματα.

 glaucophane1  glaucophan2
Γλαυκοφανής (γαλάζιοι ρόμβοι ή πρίσματα) σε σχιστόλιθο, όπως φαίνεται στο πετρογραφικό μικροσκόπιο. Το ορυκτό αυτό περιγράφηκε στη Σύρο για πρώτη φορά το 1845 από τον ορυκτολόγο HAUSMANN. Στη φωτογραφία δεξιά φαίνονται τυπικοί γλαυκοφανιτικοί σχιστόλιθοι με το χαρακτηριστικό γλαυκό χρώμα από το ΒΔ τμήμα της Σύρου. Η παρουσία του γλαυκοφανούς σε ένα πέτρωμα είναι δείκτης σχηματισμού του στο φλοιό της γης σε βάθη μεγαλύτερα από ~20 χλμ.

 

 porphyre1 porphyre2 

Πορφυρικό πέτρωμα με αδρόκοκκο καλιούχο άστριο (ανοικτό τεφρό χρώμα) και βιοτίτη (μαύροι κρύσταλλοι), ο οποίος στο πετρογραφικό μικροσκόπιο εμφανίζει ανοικτό καστανό χρώμα. Η παραγένεση «καλιούχος άστριος + βιοτίτης» σε υδροθερμικά εξαλλοιωμένα πετρώματα αποτελεί χαρακτηριστική ζώνη, που ορίζει χωρικά τη μεταλλοφορία πορφυρικού τύπου σε κοιτάσματα χαλκού ή χαλκού-χρυσού, όπως το κοίτασμα των Σκουριών Χαλκιδικής.

 

zircon1 zircon2 
  To ζιρκόνιο (ZrSiO4) δεν είναι μόνο ένας πολύτιμος λίθος (αριστερά επεξεργασμένο γαλάζιο ζιρκόνιο). Υπάρχει σχεδόν σε όλα τα πετρώματα, συνήθως σε πολύ χαμηλές περιεκτικότητες και σε μεγέθη συχνά μικρότερα από μερικά χιλιοστά. Είναι εξαιρετικά χρήσιμο ορυκτό για τη μελέτη της γεωλογικής εξέλιξης της Γης. Aυτό οφείλεται κυρίως στην υψηλή αντοχή του ζιρκονίου σε φυσικές και χημικές μεταβολές καθώς και στην ελάχιστη - αλλά σημαντική σε επιστημονικό επίπεδο - περιεκτικότητά του σε Ουράνιο. Χάρη στην παρουσία Ουρανίου, το οποίο είναι ραδιενεργό στοιχείο που διασπάται σε μόλυβδο με γνωστή περίοδο ημιζωής, το ζιρκόνιο χρησιμοποιείται σαν «γεωχρονόμετρο». Αυτό σημαίνει ότι με τη μέτρηση της αναλογίας ισοτόπων Ουρανίου και Μολύβδου με ειδική τεχνική μπορεί να προσδιορίσει κανείς την απόλυτη ηλικία του ζιρκονίου και επομένως και των πετρωμάτων τα οποία το περιέχουν και, σε συνδυασμό με άλλα χαρακτηριστικά, να βγάλει συμπεράσματα για τη γεωλογική εξέλιξη των πετρωμάτων (τη μετακίνηση των τεκτονικών πλακών, τη δημιουργία οροσειρών, την ηφαιστειακή δραστηριότητα, κλπ.). Ετσι, σήμερα γνωρίζουμε ότι το πιο αρχέγονο ορυκτό που έχει βρεθεί μέχρι τώρα στη Γή είναι κλαστικής προέλευσης ζιρκόνιο σε μεταϊζήματα της περιοχής JackHills της ΒΔ Αυστραλίας, με ηλικία 4.4 δισ. έτη, μόλις δηλαδή 0.16 δισ. έτη νεότερο από την αρχική δημιουργία της Γης (4.56 δισ έτη ). Στην εικόνα δεξιά φαίνεται μεμονωμένος κρύσταλλος ζιρκονίου από γνευσίους της Αττικής. Η ανάλυση στο σημείο της έλλειψης έδωσε ηλικία κρυστάλλωσης του γρανιτικού μητρικού πετρώματος 247 εκατ. ετών.

 

 alunite1 alunite2 
  Ο αλουνίτης (η γνωστή στυπτηρία ή στύψη) (KAl3(SO4)2(OH)6) ήταν γνωστή στους αρχαίους και χρησιμοποιήθηκε για φαρμακευτικούς σκοπούς ως αιμοστατικό και αντισηπτικό. Χρησιμοποιήθηκε και στη βυρσοδεψία και τη βαφική. Αριστερά φαίνονται ηφαιστειακά πετρώματα με μεγάλη συμμετοχή αλουνίτη, ενώ δεξιά η μικροσκοπική εικόνα του ορυκτού. Σήμερα η παρουσία αλουνίτη είναι τυπική για υδροθερμικά εξαλλοιωμένα πετρώματα, που χαρακτηρίζουν συγκεκριμένο τύπο υδροθερμικής εξαλλοίωσης (εξαλλοίωση όξινου - θειϊκού τύπου) και συγκεκριμένο τύπο μεταλλοφορίας επιθερμικού χρυσού, ενώ αποκαλύπτει τις φυσικοχημικές συνθήκες που επικράτησαν (χαμηλές τιμές pH και συγκεντρώσεις SO4 και Al).



αλιτηςΚρυσταλλική δομή
ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΗ ΔΟΜΗ ΟΡΥΚΤΩΝ

 

Ως κρυσταλλική δομή εννοείται η τρισδιάστατη διάταξη ενός ή περισσότερων στοιχείων με συγκεκριμένο τρόπο, όπως επιβάλλουν τα χημικά χαρακτηριστικά τους, π.χ. μέγεθος ατόμων, σθένος, διατήρηση ουδετερότητας φορτίων, είδος δεσμών. Περιοδική επανάληψη μιας δομικής μονάδας προς τρεις κατευθύνσεις δίνει το κρυσταλλικό πλέγμα. Τα ανιόντα με τη μεγάλη ιοντική ακτίνα δημιουργούν το σκελετό του κρυστάλλου. Τα κατιόντα με τη μικρή ιοντική ακτίνα καταλαμβάνουν τις ενδιάμεσες θέσεις.

Ο κλάδος της Γεωλογίας που μελετά την κρυσταλλική δομή των ορυκτών ονομάζεται Κρυσταλλογραφία.

Η έννοια της κρυσταλλικής δομής συνδέεται άμεσα με τον συμμετρικό τρόπο διευθέτησης των δομικών μονάδων, η οποία και αντανακλάται στη μορφή ή τις μορφές ενός κρυστάλλου. Η μελέτη των κρυσταλλικών μορφών αποκαλύπτει ότι οι ιδιότητες της συμμετρίας μπορούν να εκφραστούν μέσω τριών βασικών στοιχείων συμμετρίας: το επίπεδο συμμετρίας, το κέντρο συμμετρίας και τον άξονα συμμετρίας.



Κρυσταλλικό σύστημα

κρυσταλλικα συστηματα

ονομάζεται χαρακτηριστική γεωμετρική δόμηση ενός κρυστάλλου. Ανάλογα με τον τύπο της γεωμετρικής δόμησης διακρίνονται επτά κρυσταλλικά συστήματα. Τα επτά αυτά κρυσταλλικά συστήματα είναι τα: εξαγωνικό, κυβικό, μονοκλινές, ορθορομβικό, ρομβοεδρικό, τετραγωνικό και τρικλινές σύστημα. Κάθε κρυσταλλικό σύστημα χαρακτηρίζεται από ένα βασικό σύνολο σωματιδίων με ορισμένο όμως γεωμετρικό σχήμα (διάταξη). Αυτό το σύνολο ονομάζεται στοιχειώδης κυψελίδα από την οποία και ορίζονται τρεις φανταστικοί "άξονες συμμετρίας" που προσδιορίζουν μήκη και γωνίες τριών ακμών που συναντώνται στη κορυφή της κυψελίδας, δημιουργώντας μια βασική τρίεδρη γωνία. Έτσι καθώς αναπτύσσεται ο κρύσταλλος, τα σωματίδιά του επαναλαμβάνουν το σχήμα της στοιχειώδους κυψελίδας. 

Με βάση τα παραπάνω, τα 7 κρυσταλλικά συστήματα προσδιορίζονται ως ακολούθως:

  • Εξαγωνικό κρυσταλλικό σύστημα: Δύο ίσες ακμές σχηματίζουν γωνία 120° ενώ η τρίτη άνιση ακμή είναι κάθετη στις δύο άλλες (δίνει την εικόνα ενός εξαγωνικού  ορθογώνιου πολύεδρου).

  • Κυβικό κρυσταλλικό σύστημα: Όλες οι ακμές είναι ίσες και τέμνονται κάθετα (δίνει την εικόνα κύβου).

  • Μονοκλινές  κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές άνισες σε δύο γωνίες ορθές (δίνει την εικόνα πλάγιου παραλληλεπίπεδου).
  • Ορθορομβικό  κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές άνισες αλλά όλες οι γωνίες ορθές (δίνει την εικόνα ορθογώνιου παραλληλεπιπέδου).

  • Ρομβοεδρικό (αναφέρεται και ως "τριγωνικό") κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές ίσες αλλά οι γωνίες δεν είναι ορθές (δίνει την εικόνα ρομβοειδούς παραλληλεπιπέδου).

  • Τετραγωνικό κρυσταλλικό σύστημα: Δύο ακμές ίσες και όλες οι γωνίες ορθές (δίνει την εικόνα ορθογ. παραλληλεπιπέδου) και

  • Τρικλινές κρυσταλλικό σύστημα: Ακμές άνισες και γωνίες όχι ορθές (δίνει την εικόνα πιεσμένου πλάγια σπιρτόκουτου).

 

Στην κατηγορία των ορυκτών εντάσσονται και ενώσεις οι οποίες βρίσκονται σε άμορφη κατάσταση, δηλαδή δεν χαρακτηρίζονται από συγκεκριμένη κρυσταλλική δομή αλλά η διάταξη των ατόμων στο χώρο είναι τυχαία (π.χ. άμορφο SiO2 με τη μορφή αχάτη, οπάλιου κλπ, απολιθωμένη φυσική ρητίνη με τη μορφή κεχριμπαριού).

 

ακατέργαστο κεχριμπάριΑκατέργαστο Κεχριμπάρι Agate1Αχάτης

 

 

  

ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ

Μορφή του ορυκτού

Οι κρύσταλλοι ενός ορυκτού μπορεί να είναι κοκκώδεις, ινώδεις, βελονοειδείς, τριχοειδείς, στυλοειδείς, φυλλώδεις κ.λ.π. Συσσωματώματα κρυστάλλων μπορεί να είναι κοκκώδη, βοτρυοειδή, ακτινωτά, κολλοειδή, ωολιθικά, υπό μορφή γραφιτικών συμφύσεων κ.λ.π.

1Πρισματική μορφή κρυστάλλων στον αντιμονίτη (αριστερά), ινώδης μορφή κρυστάλλων στον αμίαντο (κέντρο), πλακώδης μορφή κρυστάλλων στον βαρύτη (δεξιά).

 

Πολυμορφία

Πολυμορφία είναι η ιδιότητα κατά την οποία ένα υλικό, μιας και της αυτής χημικής σύστασης, μπορεί να υπάρχει με περισσότερες, της μιας, κρυσταλλικές μορφές, όπως π.χ. ο ασβεστίτης (CaCO3, τριγωνικό) και ο αραγωνίτης (CaCO3 , ορθορομβικό). Όμοια, με τον ίδιο χημικό τύπο (FeS2) απαντούν δύο ορυκτά: ο σιδηροπυρίτης και ο μαρκασίτης, ενώ με τον χημικό τύπο KΑlSi3O8 απαντούν τρία ορυκτά: το σανίδινο, το ορθόκλαστο και ο μικροκλινής. Κάθε μια από αυτές τις μορφές είναι σταθερή για συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση.

 

3Τρίδυμος κρύσταλλος σιδηροπυρίτηΨευδομόρφωση

Αν η εσωτερική δομή ή η χημική σύσταση ενός κρύσταλλου μεταβληθεί, χωρίς, εντούτοις, να μεταβληθεί η εξωτερική του μορφή, τότε δημιουργείται ένα ορυκτό, ψευδόμορφο του αρχικού.

Ψευδομόρφωση π.χ. γκαιτίτη κατά σιδηροπυρίτη σημαίνει ότι, γκαιτίτης (FeOOH) αντικαθιστά το σιδηροπυρίτη (FeS2), διατηρώντας, όμως, το κυβικό σχήμα των κρυστάλλων του σιδηροπυρίτη.

 

 

 

ΣταυρόλιθοςΔίδυμοι κρύσταλλοι σε μορφή σταυρού στο ορυκτό σταυρόλιθος.Διδυμία - Πολυδυμία

Διδυμία είναι η σύμφυση δύο κρυστάλλων ενός ορυκτού, κατά ένα επίπεδο, το οποίο ονομάζεται επίπεδο διδυμίας.

Αν η σύμφυση αφορά περισσότερους κρυστάλλους, τότε το αποτέλεσμα είναι πολύδυμοι κρύσταλλοι.

 

 

 

 

Παραμόρφωση – Θραύση (Θραυσμός)4Οψιδιανός, ένα ορυκτό με χαρακτηριστικό κογχοειδή θραυσμό.

Εάν επί ενός κρυστάλλου ασκηθεί πίεση, ο κρύσταλλος θα παραμορφωθεί και στη συνέχεια, θα θραυστεί. Ενας κρύσταλλος, ο οποίος εμφανίζει ατέλειες στο κρυσταλλικό του πλέγμα, παραμορφώνεται ευκολότερα από έναν άλλο, καλά δομημένο κρύσταλλο. Αν η εξωτερική πίεση είναι πολύ μεγάλη, ο κρύσταλλος θα θραυστεί.

Οι κρύσταλλοι διακρίνονται σε εύθραυστους, εύπλαστους, εύκαμπτους, εύξεστους, ελαστικούς, ελατούς, όλκιμους κ.λ.π.

Στους κρυστάλλους που οι δεσμοί μεταξύ των ιόντων είναι ιοντικοί, οι κρύσταλλοι δεν θραύονται παράλληλα προς κάποιο επίπεδο, αλλά με τυχαίο προσανατολισμό.

Η θραύση τότε ονομάζεται ανώμαλη ή κογχοειδής. 

 

 

Σχισμός

5Μοσχοβίτης, ένα φυλλοπυριτικό, ορυκτό με χαρακτηριστικά επίπεδα σχισμού.Σχισμός είναι η τάση του κρυστάλλου να σχίζεται, εύκολα, κατά ορισμένες διευθύνσεις, οι οποίες είναι πάντα παράλληλες προς κάποιες κρυσταλλικές έδρες (σχισμογενή επίπεδα) του κρυστάλλου.

Ο σχισμός οφείλεται, συνήθως, στο ότι, τα άτομα, κατά το σχισμογενές επίπεδο, συνδέονται με ασθενείς δυνάμεις

(π.χ. δυνάμεις Van der Waals).

 

 

 



Σκληρότητα

6Κλίμακα σκληρότητας ορυκτών Mohs. Tο πιο μαλακό ορυκτό στη φύση είναι ο τάλκης και το πιο σκληρό το διαμάντι. Κάθε ορυκτό στην κλίμακα Mohs χαράσσει το προηγούμενο και χαράσσεται από το επόμενο. Η αντίσταση ενός ορυκτού στη χάραξη, ονομάζεται σκληρότητα χάραξης (Hardness ή Η). Η σκληρότητα των ορυκτών κυμαίνεται από 1-10 (κλίμακα Mohs). Στην κλίμακα αυτή, κάθε ορυκτό χαράσσει το προηγούμενό του και χαράσσεται από το επόμενό του. Η απόλυτη σκληρότητα ενός ορυκτού ονομάζεται μικροσκληρότητα και μετριέται με ειδικά όργανα, τα μικροσκληρόμετρα.

Με βάση τη σκληρότητά τους, τα ορυκτά διακρίνονται στις ακόλουθες κατηγορίες:

α) Πολύ μαλακά ορυκτά
Η=1-2 [ορυκτά που χαράσσονται με το νύχι (Η νυχιού =2,5)].

β) Μαλακά
Η=2,5 - 3 [ορυκτά που χαράσσονται με χάλκινο νόμισμα (Η νομίσματος=3)].

γ) Ημίσκληρα
Η=3,5 - 4,5 [ορυκτά που χαράσσονται με σουγιά (Ο σουγιάς=5-6)].

δ) Σκληρά
Η=5 - 6,5 (ορυκτά που δύσκολα χαράσσονται με σουγιά).

ε) Πολύ σκληρά
Η=7 - 10 [αυτά που χαράσσουν το γυαλί (Σκληρότητα υάλου=5,5-6)].

 

7Το διαμάντι λόγω της πυκνότερης δομής του (του τρόπου που συνδέονται τα άτομα του C) έχει πολύ μεγαλύτερο ειδικό βάρος από τον γραφίτη.
Ειδικό Βάρος

Το ειδικό βάρος ενός ορυκτού εξαρτάται από το ατομικό βάρος (Α.Β.) όλων των χημικών στοιχείων που το αποτελούν και από τον τρόπο που αυτά συνδέονται. Ορισμένα ορυκτά έχουν μικρό ειδικό βάρος, όπως π.χ. η γύψος (2,32 gr*/cm3), ο χαλαζίας (2,65 gr*/cm3), ενώ άλλα ορυκτά έχουν μεγάλο ε.β., όπως π.χ. ο βαρύτης (4,5 gr*/cm3), ο γαληνίτης (7,5 gr*/cm3), ο χρυσός (19,3 gr*/cm3).

Λάμψη

Ο λόγος της έντασης της ανακλωμένης, από ένα ορυκτό, ακτινοβολίας, προς την ένταση της προσπίπτουσας επί αυτού ακτινοβολίας ονομάζεται ανακλαστικότητα ενός ορυκτού. Ενα ορυκτό θα έχει τόσο εντονότερη λάμψη, όσο μεγαλύτερη ανακλαστικότητα έχει.

Τα μεταλλικά ορυκτά (αδιαφανή ορυκτά), δεδομένου ότι έχουν υψηλή ανακλαστικότητα, έχουν έντονη λάμψη (μεταλλική λάμψη). Τα πετρογενετικά ορυκτά (διαφανή ορυκτά) δεν εμφανίζουν μεταλλική λάμψη, αλλά υαλώδη, ρητινώδη, μαργαριτώδη, κηρώδη, λιπαρώδη, μεταξώδη, αδαμάντινη κλπ.

 

 

8Χαλκοπυρίτης (CuFeS2) και Γαληνίτης (PbS), ορυκτά με μεταλλική λάμψη

9Χαλαζίας και διαμάντι, ορυκτά με υαλώδη και αδαμάντινη λάμψη, αντίστοιχα.

 

Διαφάνεια

Τα ορυκτά διακρίνονται σε διαφανή (ορυκτά, δηλ., που επιτρέπουν να διακρίνουμε αντικείμενα που βρίσκονται πίσω τους), διαφώτιστα (ορυκτά που επιτρέπουν στο φως να διέλθει από τη μάζα τους αλλά δεν επιτρέπουν τη διάκριση αντικειμένων που βρίσκονται πίσω τους) και σε αδιαφανή (ορυκτά που δεν επιτρέπουν τη διέλευση του φωτός από τη μάζα τους). Διαφανή είναι όλα τα πετρογενετικά, ενώ αδιαφανή όλα τα μεταλλικά ορυκτά.


Γραμμή κόνεως

10Αιματίτης και μαγνητίτης, δυο ορυκτά οξείδια του σιδήρου, με διαφορετικό χρώμα γραμμής κόνεως.Γραμμή κόνεως ενός ορυκτού είναι το χρώμα της γραμμής που αφήνει ένα ορυκτό, όταν προστρίβεται πάνω σ’ ένα πλακίδιο πορσελάνης.

Η γραμμή κόνεως είναι χαρακτηριστική ιδιότητα των ορυκτών.

Ο φθορίτης, π.χ., μακροσκοπικά μπορεί να έχει διάφορα χρώματα, αλλά η γραμμή κόνεώς του είναι πάντα λευκή.

Ο αιματίτης μακροσκοπικά εμφανίζεται γκρι-μαύρος αλλά έχει καστανέρυθρη γραμμή κόνεως.

Ο μαγνητίτης μακροσκοπικά εμφανίζεται μαύρος και χαρακτηρίζεται από μαύρη γραμμή κόνεως.

 

 

Χρώμα

11Μαλαχίτης [Cu2CO3(OH)2], Αζουρίτης [Cu3CO3)2(OH)2] και Kυπρίτης (Cu2O), ιδιοχρωματικά ορυκτά που οφείλουν το έντονο χρώμα τους στην παρουσία Cu στο κρυσταλλικό πλέγμα τους.Το χρώμα ενός ορυκτού οφείλεται, γενικά, στην απορρόφηση, εκ μέρους των ατόμων του κρυστάλλου, ορισμένων μηκών κύματος από τα μήκη κύματος του λευκού φωτός (Το φυσικό φως -λευκό φως- αποτελείται από ένα σύνολο μηκών κύματος, από 390nm έως 770nm). Από τη συμβολή των υπόλοιπων μηκών κύματος (τα οποία δεν απορροφώνται από το ορυκτό) προκύπτει το χρώμα του κρυστάλλου. Το χρώμα ενός ορυκτού είναι χαρακτηριστική του ιδιότητα και πολλές φορές, το όνομα του ορυκτού οφείλεται στο χρώμα του. Ετσι, ο κιτρίνης, ο ροδονίτης, ο πράσιος, ο χρυσοτίλης κ.λ.π. οφείλουν το όνομά τους στο χρώμα τους.

Τα έγχρωμα ορυκτά διακρίνονται σε ιδιοχρωματικά, αλλοχρωματικά και ψευδοχρωματικά. Τα ιδιοχρωματικά ορυκτά οφείλουν το χρώμα τους στην κρυσταλλική τους δομή ή στη χημική τους σύσταση. Εντονα χρώματα έχουν τα ορυκτά που περιέχουν, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu. Μεταβολή του σθένους ενός στοιχείου συνεπάγεται, συχνά, και μεταβολή του χρώματος του ορυκτού που περιέχει το στοιχείο αυτό. Τα αλλοχρωματικά ορυκτά εμφανίζουν διάφορα χρώματα. Τα ψευδοχρωματικά ορυκτά δίνουν μια εντύπωση χρώματος, η οποία οφείλεται στην ανάκλαση του φωτός σε εσωτερικά σχισμογενή επίπεδα του κρυστάλλου, σε κρυσταλλικές έδρες, σε επίπεδα διδυμίας κ.λ.π.

 

 

Φωταύγεια (Φθορισμός - Φωσφορισμός)

Οι κρύσταλλοι μπορούν να απορροφούν υπεριώδη ακτινοβολία και να επανεκπέμπουν τμήμα της, υπό μορφή ορατής ακτινοβολίας. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται φωταύγεια (luminescence). Αν η φωταύγεια διαρκεί όσο διαρκεί και η ακτινοβόληση, τότε το φαινόμενο ονομάζεται φθορισμός (fluorescence) [από το όνομα του ορυκτού φθορίτης (CaF2), το οποίο την εμφανίζει έντονα].

Οταν η φωταύγεια διαρκεί και μετά την παύση της ακτινοβόλησης, τότε το φαινόμενο ονομάζεται φωσφορισμός (Phosphorescence).

 12  13
Φθορισμός είναι η ιδιότητα των ορυκτών να επανεκπέμπουν ακτινοβολία που απορροφούν.

 
Ηλεκτρική αγωγιμότητα

Η αγωγιμότητα των ορυκτών ποικίλλει, ανάλογα με τον τύπο των κρυσταλλικών δεσμών στον κρύσταλλο. Ετσι, τα μέταλλα (και ειδικότερα τα σουλφίδια και μερικά οξείδια), είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Αντίθετα, όλα τα ορυκτά με ιοντικό και ομοιοπολικό δεσμό είναι μονωτές.

 

Πυροηλεκτρισμός

Ορυκτά, όπως ο χαλαζίας, ο τουρμαλίνης κ.λ.π., όταν θερμανθούν, εμφανίζουν αντίθετα φορτία στα άκρα των κρυστάλλων τους.

 

Πιεζοηλεκτρισμός

Κρύσταλλοι χαλαζία, τοπάζιου, τουρμαλίνη, οι οποίοι έχουν κατάλληλα τμηθεί, εμφανίζουν στα άκρα τους αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, όταν επ’ αυτών ασκηθεί κάποια δύναμη (έλξη ή συμπίεση). Η πολικότητα του ηλεκτρικού ρεύματος αλλάζει, με την αλλαγή της έλξης σε συμπίεση.



Θερμική αγωγιμότητα

Θερμική αγωγιμότητα είναι η ιδιότητα ενός ορυκτού να μεταφέρει θερμότητα. Τα μέταλλα, είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας. Αντίθετα, τα πετρογενετικά ορυκτά, είναι κακοί αγωγοί.

 

Φωτοαγωγιμότητα

Ορισμένα ορυκτά, όταν εκτεθούν σε υπεριώδη ακτινοβολία, γίνονται ημιαγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος.

 

14Μαγνητίτης (Fe3O4), ένα ορυκτό με χαρακτηριστικό φυσικό μαγνητισμό.

Μαγνητισμός

Ορυκτά, όπως ο μαγνητίτης, μαγνητοπυρίτης κ.λ.π., εμφανίζουν έντονες μαγνητικές ιδιότητες.

Αν κρύσταλλοι μαγνητίτη θερμανθούν σε θ = 85οC (θερμοκρασία Curie) γίνονται παραμαγνητικοί (λιγότερο, δηλ., μαγνητικοί).

Η ιδιότητα των κρυστάλλων να μαγνητίζονται αξιοποιείται στην τηλεανίχνευση και στον εμπλουτισμό των μεταλλευμάτων.

 

 

Ραδιενέργεια

Τα περισσότερα από τα τελευταία στοιχεία του περιοδικού συστήματος είναι ραδιενεργά. Εν τούτοις, στοιχεία με μικρότερο Α.Β., όπως το Κ, εκπέμπουν και αυτά ακτινοβολία Roentgen.

Τα σπουδαιότερα ραδιενεργά στοιχεία είναι το ουράνιο, το θόριο, το ρουβίδιο, ο άνθρακας και το κάλιο. Από τα παραπάνω στοιχεία, το Κ είναι το συνηθέστερο ραδιενεργό στοιχείο στα διάφορα ορυκτά (βιοτίτη, μοσχοβίτη, κεροστίλβη) και ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται εύκολα. Η μελέτη των ραδιενεργών ισοτόπων βοηθά και στον προσδιορισμό της προέλευσης του υλικού των πετρωμάτων (από μανδυακό π.χ. υλικό κ.λ.π.), δεδομένου ότι τα υλικά αυτά έχουν διαφορετικές τιμές ισοτόπων.


Πηγές:

  • Κατερινόπουλος Α., Ο κόσμος των ορυκτών, Εκδόσεις Συμμετρία, Αθήνα 2007.
  • Μανουσάκη-Ορφανουδάκη Α., Ορυκτολογία, Συστηματική-Οπτική, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα 2005.
  • Περράκη Μ., Ορυκτολογία – on line υλικό διδασκαλίας για τους φοιτητές της Σχολής Μηχ. Μετ. Μετ. ΕΜΠ