EESTI MINERAALID koostanud K Untera 1 Maakoore keemiline

EESTI MINERAALID koostanud: K. Untera

1. Maakoore keemiline koostis n n Maakoor on Maa kõige pindmisem, keskmiselt 20 km paksune tahke kiht. Mandritel on ta paksus suurem (keskmiselt 40 km), ookeanides väiksem (keskmiselt 10 km). Maakoor on tekkinud Maa geoloogilise ajaloo vältel planeedi ainese ülessulamise protsessides, mille käigus kergem sulamass tõusis pinnale, jahtus, tahkestus ja muutus kivimeiks. Maa ülejäänud sfääridega võrreldes on maakoor tühiselt õhuke. Samas on ta kõige muutlikuma suhtelise paksuse ja koostisega, kuid tervikuna teistest väiksema tihedusega.

Maakoore ehitus

Maakoore paksus

Maakoore keskmine keemiline koostis (elementide esinemine massiprotsentides): 1 – hapnik; 2 - räni; 3 - alumiinium; 4 - raud; 5 - kaltsium ; 6 - naatrium ; 7 - kaalium; 8 - magneesium; 9 - kõik ülejäänud elemendid. Need kaheksa elementi moodustavad ligikaudu 98% maakoorest Need ja teised elemendid annavad omavahel kombineerudes erinevaid mineraale

Tabel 1. Maakoore ülemise 16 km keskmine keemiline koostis AATOMNUMBER 8 14 13 26 20 11 19 12 (Mason, 1982) ELEMENT MASSI% MAHU% O Si Al Fe Ca Na K Mg ülejäänud 46. 60 27. 72 8. 13 5. 00 3. 63 2. 83 2. 59 2. 08 1. 42 93. 77 0. 86 0. 43 1. 03 1. 32 1. 83 0. 29 0. 01

2. Mineraali mõiste n n n Mineraalid on kindla keemilise koostise ja enamasti kristallilise struktuuriga looduslikult esinevad anorgaanilised tahked ained. Mineraalide kirjeldamise ja uurimisega tegeleb geoloogia haru mida nimetatakse mineraloogiaks. Mineraalidel on enam-vähem püsiv koostis, kindel kristallikuju, värvus, tihedus ja muud tunnused.

MINERAALID Tekivad nii eluta looduse füüsikalis-keemilistes protsessides kui ka organismide elutegevuse käigus Käesolevaks ajaks on leitud üle 5000 erineva mineraali, neist umbes 50 on laialdasema levikuga. Eestis umbes 200. Neid iseloomustab kindel ja kindlates piirides muutuv keemiline koostis, siseehitus e. struktuur ning füüsikalised omadused.

n n Maakoores enam levinud mineraalid on kvarts, päevakivid, vilgud, pürokseenid, kaltsiit ja savimineraalid. Kui neile lisada veel dolomiit, glaukoniit ja kaltsedon, olemegi saanud peaaegu täieliku loendi ka Eestis sagedamini esinevatest mineraalidest. Enamasti on mineraalikristalli läbimõõt kuni mõni sentimeeter, kuid mõnedes kivimites, näiteks savis, tihedas lubjakivis on mineraaliterad nii väikesed, et neid võib eristada vaid mikroskoobi abil. Sellised kivimid näivad ühtlase, tiheda massina.

2. 1 Mineraalide koostis ja struktuur Nagu kõik ained, koosnevad mineraalid keemilistest elementidest ja nende ühenditest. Mineraale iseloomustab: 1. Mineraali koostise individuaalsus, mis seisneb tema koostisosade: aatomite, ioonide, ioonrühmade seostumises kindlas vahekorras, mida väljendab mineraali keemiline valem. Iga mineraali iseloomustab kindel või kindlates piirides muutuv keemiline koostis Näiteks: haliit e. kivisool - Na. Cl

2. Mineraali struktuuri individuaalsus Mineraali kristall on tasapindadega (tahkudega) piiratud keha. Kristallide väliskuju on tingitud nende sisemisest ehitusest - kristallstruktuurist. Kristallilisele olekule on iseloomulik aineosakeste korrapärane jaotumus kogu kristallis. Kristalli koostisse kuuluvate osakeste korrapärast paigutust nimetatakse kristallvõreks

Na. Cl e. haliidi kristallvõre teke Cl-anioonidest ja Na-katioonidest

n n Mineraalide kristallvõre võib temperatuuri ja rõhu varieerudes muutuda. Sellist nähtus nimetatakse polümorfismiks. Tihedalt pakitud kristallstruktuuriga mineraali erimid kujunevad kõrgemal rõhul või madalamal temperatuuril kui hõredalt pakitud erimid.

Süsiniku mineraalsete erimite kristallvõre polümorfism (Mõlema keemiliseks koostisosaks on süsinik, kuid struktuur on erinev. Kõrgema rõhu (üle 50. 000 atm) tingimustes kujunenud teemanti struktuur on tihedamalt pakitud) teemant grafiit

Ühesuguse keemilise koostise, kuid erineva struktuuriga mineraale nimetatakse polümorfseteks. kõvim läbipaistvaim, värvuseta teemant pehmeim läbipaistmatum, mustem grafiit

Suurim teada olev leid Lõuna-Aafrika kaevandusest 25. I 1905 “Cullinan” 621 grammi

Cullinan I 530, 2 karaati Cullinan II 317, 4 ct Cullinan III ja IV

“Koh-i-noor” 108, 93 ct

Maailma suurim lahtine teemandikaevandus Siberis Mirnõis

525 m sügav, 1, 25 km läbimõõt

“Big Hole” Kimberleys

Mineraale määratakse järgmiste füüsikaliste omaduste põhjal: Kristallide kuju Mineraalide värvus Kriipsu värvus Läige Lõhenevus Kõvadus Tihedus

1. Kristallide kuju on paljudele mineraalidele üheks tähtsamaks väliseks tunnuseks. n Kristall on tahkudega piiratud keha, mille väliskuju sõltub tema sisemisest ehitusest e. kristallstruktuurist.

Kristallide kuju võib iseloomustada järgmiste mõistetega: 1. isomeetriline – kuup, oktaeeder püriit 2. tulpjas e. prismaline kvarts

3. nõeljas (N: kiudkips e. seleniit) 4. kiudjas (N: asbest)

5. tahveljas (kips, plagioklass ) 6. leheline (vilgud).

Kristallagregaatide kuju n Mineraali kristallide seaduspäraseid kokkukasveid nim. kaksikuteks ortoklass kvarts

Mineraali kristallide korrapäratuid kokkukasveid nim. agregaatideks. 1. Druus – ühiselt aluselt kasvanud tulpjate kristallide agregaat. Tekke eelduseks on vaba ruum kivimis.

2. Peitkristalsed agregaadid, kui mineraalide terasuurus agregaadis on alla 0, 1 mm s. o. väiksem inimsilma lahutusvõimest. (N: limoniit)

3. Konkretsioon – ühest keskmest väljaspoole kasvanud peitkristalne agregaat püriit

4. Sekretsioon – väljaspoolt keskme suunas kasvanud peitkristalne agregaat. Ametüsti sekretsioon, mis on täitunud druusiga

5. Neerjas – agregaat, mille pealispind on neerjate väljasopistustega N: hematiit

6. Dendriit – agregaat, mis meenutab kujult hargnevaid oksi. (N: kuld, hõbe, vask) ahhaat vask

7. Nõrg – mineraalse lahuse tilkudes või mingile alusele valgudes tekkinud agregaat. stalaktiit

2. Mineraalide värvus n Värvus on üheks silmatorkavamaks tunnuseks, kuid paraku võib ühe mineraali värvus varieeruda laiades piirides. Üks ja sama mineraal võib olla värvunud väga erinevalt, sõltuvalt mõne kõrvalise elemendi vähesest lisandist, neid lisandaineid nim. kromofoorideks

väävel mäekristall malahhiit galeniit oliviin kalkopüriit

Kriipsu värvuseks nimetatakse mineraali pulbri värvust, mis saadakse mineraali hõõrumisel vastu mati pinnaga glasuurita portselantahvlit või selle kriimustamisel kõva esemega. n Hematiit

kinaver püriit

3. Mineraalide läige 1. Metalse läikega mineraalid 2. Mittemetalse läikega mineraalid n n n Teemantläige Klaasiläige Siidiläige Pärlmutri Vaha- ja rasvaläige

4. Mineraalide läbipaistvus läbipaistvad - on mineraalid, millest paistavad esemete kontuurid läbi. n kips kvarts

poolläbipaistvad e. läbikumavad mineraalid kumavad valgust läbi vaid äärtelt. n N: suitsukvarts

n läbipaistmatud, metallilise läikega mineraalid ei lase valgust läbi isegi mitte kildude õhenenud servadest N: magnetiit

4. Mineraalide kõvadus Etalonmineraalide suhteline ja absoluutne kõvadus Etalonmineraal Valem Mohs'i suhteline kõvadus mikrokõvadus kg/mm 2 talk kips Mg 3 Si 4 O 10(OH)2 1 24 Ca. SO 4*H 2 O 2 36 kaltsiit fluoriit apatiit ortoklass kvarts topaas korund teemant Ca. CO 3 3 109 Ca. F 2 4 189 Ca 5[PO 4]3(F, Cl) 5 536 K[Al. Si 3 O 8 6 795 Si. O 2 7 1120 Al 2[Si. O 4](F, OH) 8 1427 Al 2 O 3 9 2060 C 10 10060

Mohs´i kõvadusskaala etalonmineraalid

n Välitingimustes on otstarbekas suhtelise kõvaduse määramiseks kasutada ka muid käepäraseid abivahendeid, millede Mohs'i kõvadus on ligilähedaselt teada. Nii on sõrmeküüne suhteline kõvadus 2, 5 vaskmündil 3 raudnaelal 4 -4, 5 aknaklaasil ja heal noal 6 viiliterasel 7.

5. Mineraalide tihedus s. o. massiühiku (g) suhe ruumalaühikusse (cm 3) - varieerub vahemikus 0, 9 (jää) kuni 23 g/cm 3 (iriidiumi intermetallilised ühendid). Enamike mineraalide tihedus on 2 – 3, 5 g/cm 3 vahel.

6. Teised omadused magnetilisus (määratav magneti või kompassinõela abil) – magnetiit; n soolane maitse – haliit; n kibesoolane maitse – sülviin; n määrib katsumisel sõrmi – grafiit; n põleb küünlaleegis - väävel. n

MINERAALID LIHTAINED SULFIIDID HALOGENIIDID HAPNIKULISED ÜHENDID OKSIIDID HÜDROKSIIDID KARBONAADID SULFAADID SILIKAADID Mineraalide klassifitseerimine