Proprietatile fizice ale mineralelor

1. Proprietatile fizice ale mineralelor Proprietati morfologice Proprietati legate de coeziune Proprietati electrice Proprietati magnetice

2. Recunoasterea unui mineral Cu precizie? Analize instrumentale

3. Proprietatile fizicemacroscopice ale mineralelor Proprietatile comune dupa care se identifica mineralele • Morfologia cristalelor individuale (habitus, tracht) si a agregatelor cristaline • Clivaj si spartura (proprietati legate de coeziune) • Duritate • Greutate specifica • Culoare, transparenta, luciu

4. Cristale izolate - Habitus Dezvoltare egala in cele trei directii - Izometric (sistemul cubic) Dezvoltare preferentiala pe o directie – columnar, prismatic, acicular, fibros Dezvoltare preferentiala pe doua directii – lamelar, tabular, foios.

5. Agregate cristaline

6. Variații morfologice Pseudomorfism • Pseudomorfism (formă falsă) apare atunci când un mineral are o formă exterioarăcaracteristică altui mineral sau când forma exterioară nu este conformă sistemului de cristalizare; • Apare atunci când un mineral și-a modificat structura internă sau compoziția chimică dar forma exterioară a rămas neschimbatăîn timpul acestui proces. • lemnul silicifiat • leucitul

7. Pseudomorfismul Mecanisme de apariție a pseudomorfozelor: • Substitutii accentuate (metasomatism): toti componentii originari au fost substituiți Ex. Lemn silicifiat • Incrustații: un mineral acoperă complet suprafața altui mineral: Ex. hematit pe calcit • Transformare (alterare): • ex. pirită (FeS2) - goethit (FeO OH) • ex. galenă (PbS) - anglezit (PbSO4)

8. Pseudomorfoze Substituție sau metasomatism Lemn silicifiat

9. Pseudomorfoze de calcit dupa gips Pseudomorfism - transformare CaCO3substituie CaSO4 Pseudomormoze de goethit dupa pirita FeO OH substituie FeS2 Pseudomormoze de calcit dupa halit CaCO3 substituie NaCl

10. Reorganizare structurala (polimorfism - transformare reconstructiva) 0,5 mm Leucit Trapezoedru cubic

11. Pseudomorfoze Incrustații Hematit pe calcit Fe2O3pe CaCO3

12. Concresteri de cristale • Apartinand aceleiasi specii minerale • Concresteri regulate • Concresteri simetrice • Concresteri neregulate Apartinand unor specii minerale diferite Epitaxia

13. Concresteri regulate Concresterile paralele (aceleasi specii minerale) agregate de cristale identice cu fetele si axele cristalografice paralele constituie un monocristal – structura atomica interna ramane neschimbata energie libera totala a cristalului mai mica decat daca ar fi crescut neregulat Epitaxia asocierea unor specii minerale diferite conditionata de dispunerea paralela a unor elemente de simetrie ale unui mineral fata de elementele de simetrie ale altui mineral Conditie: structura planelor reticulare ce se suprapun sa fie asemanatoare ca si constantele reticulare

14. Concresteri simetrice (Twinning) • Concresteri simetrice de doua sau mai multe cristale apartinand aceluiasi mineral, orientate unul fata de altul prin legi bine determinate • Crestrea este controlata cristalografic – indivizii cristalini maclati formeaza o configuratie cu simetrie absenta intr-un cristal individual. un nou element de simetrie • Operatiile de simetrie care pun in evidenta macla (elementele cristalografice ale maclelor) sunt: • Reflexia dupa un plan(care poate fi o fata existenta sau posibila in cristal) plan de macla • Rotatia axa de simetrie a maclei (de obicei de ordinul 2) – dupa o directie comuna ambilor indivizi cristalini cu unghi de invarianta de 180° • Inversia – fata de un punct centrul de simetrie al maclei • nu coincid cu elementele de simetrie ale cristalului unic. • Legea de maclare defineste operatia de simetrie si directia (planele de macla sunt indicate cu indici Miller (hkl), axa maclei este indicata printr-un simbol de zona [hkl]).

15. Macle de ContactsiPenetrare Macle simple (2 indivizi cristalini) Macle de contact Planele de alipirecorespundplanelor de macla (oglindire) Macle penetrative Planele de alipiresuntneregulate

16. Macle polisintetice Macle multiple (doi sau mai multi indivizi cristalini maclati dupa aceeasi lege) Macle ciclice- plane de alipire neparalele; Macle polisintetice – plane paralele de alipire. Macle ciclice

17. Mecanisme de maclare Plan de macla comun Aragonit mmm Cristalul maclat pare hexagonal datorita unghiului O-C-O de 120oin gruparea CO3 Fig 2-69, Berry, Mason and Dietrich,Mineralogy, Freeman & Co.

18. Mecanisme de maclare • Maclare prin crestere (accidente de crestere) – maclare primara • -o inrerupere a aranjamentului atomic initial cu ocuparea unor pozitii structurale diferite • Feldspati plagioclazi: macla albitului Reflexie dupa (010)

19. Mecanisme de maclare MaclaciclicaDauphinéa cuartului de T< • Mechanisms: • Maclare prin transformare (secundară) • Transformari polimorfe deplasative SiO2: simetrie hexagonală la T> High Quartz P6222 Low Quartz P3221

20. Mecanisme de maclare 2) Maclare prin transformare (secundară) Freldspați: Feldspat K: transformăripolimorfeordine-dezordine “tartan twins”

21. Mecanisme de maclare 3) Maclare prin deformare (secundară) - rezultă prin aplicarea unui stress mecanic alunecari pe planele reticulare  ruptură - Seamănă cu maclarea prin transformare dar cauzele sunt diferite!  atentie la interpretare!

22. Staurolit Coada de randunica Gips Macla in grnunchi Gips Ortroza Fluorina Cassiterit

23. Proprietatile fizicemacroscopice ale mineralelor Clivaj si spartura – raspunsul unui cristal la aplicarea unui forte exterioare Clivajul –tendinta unui mineral de a se desface dupa plane atomice paralele, perpendicular pe directia de minima coeziune (notate ca indici Miller) Clivajul este intotdeuna in relatie cu simetria cristalului Spartura: modul in care se sparg mineralele, independent de directia de clivaj; concoidala, fibroasa, aschioasa, neregulata… Duritatea unui cristal depinde de tipurile de legaturi din retea si de prezenta sau absenta defectelor de retea Scara lui Mohs Greutate specifica (G) – (densitatea relativa) – este un numar care exprima raportul dintre masa unei substante si masa unui volum egal de apa la temp. 4°C (temperatura densitatii maxime a apei)

24. Culoarea mineralelor λ absorbit versus culoare observata400 nm violet absorbit → verde-galben observat (λ 560 nm)450 nm albastru absorbit → galben observat (λ 600 nm)490 nm albastru-verde absorbit → rosu observat (λ 620 nm)570 nm galben-verde absorbit → violet observat (λ 410 nm)580 nm galben absorbit → albastru observat (λ 430 nm)600 nm portocaliu absorbit → albastru observat (λ 450 nm)650 nm rosu absorbit → verde observat (λ 520 nm)

25. Lungimea de unda Scurta Lunga Energie Ridicata Scazuta

26. Culoarea mineralelorMecanisme Absorbtia are loc datorita interactiunilor dintre fotoni si electroni. Regula lui Hund – é disponibili pentru mai mult de un orbital, vor fi distribuiti pe orbitalii disponibili cu spinul in aceeasi directie

27. Culoarea mineralelor • Procese responsabile de aparitia culorii in minerale • Tranzitii orbitale – CFT (crystal field tranzitions) – tranzitii orbitale ale electronilor datorate absorbtiei unor energii corespunzatoare unor anumite lungimi de unda din domeniul vizibil, egale cu hiatusul energetic dintre doua nivele orbitale • Tranzitii moleculare MOT(molecular orbital transitions) tranzitii moleculare ale electronilor de valenta intre ionii moleculari – energia de tranzitie este de acelas ordin de marime cu energia unei anumite lungimi de unda din domeniul vizibil • “Centre de culoare” – (color centers) – datorate unui electron in plus sau in minus care se comporta ca un defect de retea • ex. halit 1 4 2 ≥5 3

28. Teoria campului cristalin (crystal field tranzitions) • In atom é se gasesc pe nivele energetice discrete numite cuante; • Fiecare é este definit de 4 numere cuantice, care desemneaza sarcina, tipul de orbital, directia de spin si momentul magnetic; • -salturile energetice pe orbitalii de energie superioara se realizeza cu absorbtie de energie; • -la interactiunea cu lumina alba, sunt absorbite acele lungimi de unda a caror energie furnizeaza exact necesatul saltului energetic – absorbtia unei anumite λ→aparitia unei culori complementare Minerale colorate Metale - opace incolore

29. Tipuri de culori • Idiocromatice – mineral constituit din compusi ai elementelor din grupele tranzitionale – olivina, piroxeni, amfiboli, halit Pseudocromatice – labrador • Allocromatice – culoare datorata unor substante straine – ioni (substitutii izomorfe), faze solide micronice, incluziuni • Ex. Cuartul, berilul (Cr, Mn)

30. Jocuri de culori Labradorescenta - exolutii Difractia luminii – opalul Iridiscenta – filme depuse pe suprafata cristalelor - hematit, bornit, limonit, sphalerit