Transcript Mineral & Rock

Mineral & Rock
1
Composition of the Earth
2
Element
• An element is a substance that cannot be
separated into simpler substances by
ordinary chemical means.
• The smallest part of an element that has
all the properties of that element is an
atom.
3
Mineral
•
•
•
•
•
A mineral is a naturally occurring
inorganic
solid
definite chemical composition
crystal structure.
**It must have all five of the characteristics
described in this definition.**
4
Rocks
• A rock is a hard substance composed of
one or more minerals.
• A rock can also be made of or contain
naturally occurring substances that do not
perfectly fit the definition of a mineral.
• Rocks can be composed of volcanic glass
or of opal. Both of these substances lack
a crystalline structure.
5
Rocks
• หิ นออบซีเดียน (Obsidian)
• SiO2 ที่มีมลทินสู ง(impurities )
6
Bonding
• Ionic bond
• Covalent bond
• Metal bond
7
Lattices
• Atoms in crystals form a repeating pattern
called a Lattice
8
Identifying Minerals
Color -Sometimes Distinctive
• Often Unreliable
• Affected By:
– Chemical Impurities
– Surface Coating
– Grain Size
– Weathering
Fluorite
9
Identifying Minerals (Continued)
We Need Properties Directly
Linked to Atomic Structure:
• Hardness
• Streak
• Density
• Luster
• Cleavage
• Crystal Form
10
สีผงละเอียด (Streak)
้
่ เคลือบ หรือ แผ่นขูดสี
ขีดบนแผ่นกระเบืองที
ไม่
(streak plate)
สีน้ าตาล
สีขาว
แดง
ทัลก ์
แร่ฮม
ี าไทต ์
สีดา
แคลโคไพ
ฟลู ออไรต ์
สีเหลือง
ไพโรลูไซต ์
ออร ์พิ
11
ซ ัลเฟอร ์
Hardness
• Resistance to Scratching
• Directly related to relative strength of atomic bonds
(Mohs)
• Indentation Test (Knoop)
• Scratch Test
12
Hardness
Talc
1
6
Feldspar
Gypsum
2
7
Quartz
Calcite
3
8
Topaz
Fluorite
4
9
Corundum
Apatite
5
10
Diamond
13
Mohs vs. Knoop Scales
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Talc:
Gypsum,
Calcite,
Fluorite:
Apatite:
Feldspar,
Quartz:
Topaz:
Corundum:
Diamond:
Fingernail:
Penny:
knife
Glass:
very small
30
135
163
430
560
820
1340
2100
7000
14
Mohs and Knoop scale
http://www.themeter.net/durezza_e.htm
15
Density
Aluminum:
2.7
Pyrite, Hematite, Magnetite:
5.0
Galena:
7.5
Iron:
7.9
Copper:
9
Lead:
11.4
Mercury:
13.6
Uranium:
19
Gold:
19.3
Platinum:
21.4
Iridium:
22.4 (densest material on Earth)
16
Luster
• Metallic or Nonmetallic is the most
important distinction
• Resinous, waxy, silky, etc. are selfexplanatory.
• Vitreous is often used for glassy luster
17
ความวาว (Luster)
่
เป็ นลักษณะทีสามารถพบได้
บนผิวแร่เนื่ องจากการตก
กระทบและเกิ
ดการสะท้อนของแสงวาวแบบโลหะ
วาวแบบอโลหะ
(Non - metallic luster)
ควอตซ ์ วาว
แก้ว
แสงสะท้อน
(Metallic luster)
แสงตก
กระทบ
กาลีนา วาว
18
โลหะ
แนวแตกเรียบ (Cleavage)
้
เป็ นลักษณะรอยแตกของแร่ทเกิ
ี่ ดขืนในแนว
ระนาบเรียบเนื่ องจากโครงสร ้างอะตอมภายในผลึก
้
รอยแตก แบบนี จะขนานไปตามผิ
วหน้าของแร่
ไมกา
ออร ์โทเคลส
แคลไซต ์
กาลีนา
ฟลู ออไรต ์
19
รอยแตก (Fracture)
้ ว
รอยแตกของแร่ทไม่
ี ่ มท
ี ศ
ิ ทางแน่ นอน และพืนผิ
รอยแตกไม่เป็ นระนาบเรียบ แต่มล
ี ก
ั ษณะต่างๆ กัน
1. รอยแตกโค้งเว้า
(Conchoidal)
้
2. รอยแตกแบบเสียน
(Splintery)
ควอตซ ์
ยิปซ ั
ม
4. รอยแตกขรุขระ
(Uneven)
โรโดโครไซต ์
3. รอยแตกหยัก
แหลม (Hackly)
5. รอยแตก
เรียบ (Even)
ทองแด
ง
คาลซิ
โดนี
20
Crystal Form
• Takes Luck & Practice
• Well-formed crystals are uncommon
• Crystal Classification is somewhat subtle
• From solutions, melts, and vapors
• Evaporation of solvent, cooling,
reduction of pressure
21
Precipitation of crystals from vapor
22
The Crystal Classes
23
24
Geologic Setting
• Some minerals occur in all geologic settings: quartz, feldspar,
pyrite
• Some minerals occur mostly in sedimentary settings: calcite,
dolomite
• Some minerals occur mostly in igneous settings: olivine
• Some minerals occur mostly in metamorphic settings: garnet,
kyanite
25
Special Properties
•
•
•
•
•
•
Some minerals can be identified by
special properties.
Magnetite is naturally magnetic.
Fluorite glows under ultraviolet light.
Halite tastes salty.
Sulfur smells like rotten eggs.
Calcite fizzes when hydrochloric acid is
added to .
Uraninite is radioactive.
26
Minerals By Class
• Minerals can be organized, mainly
according to their chemistry
27
Minerals By Class(1)
Elements Class: The Metals and their alloys and the Nonmetals.
Sulfides Class: The Sulfides, the Selenides, the Tellurides, the
Arsenides, the Antimonides, the Bismuthinides and the
Sulfosalts.
Halides Class: The Fluorides, the Chlorides and the Iodides.
Oxides Class: The Oxides and the Hydroxides.
Carbonates Class: The Carbonates, the Nitrates and the
Borates.
28
Minerals By Class(2)
Sulfates Class: The Sulfates, the Sulfites, the Chromates, the Molybdates,
the Selenates, the Selenites, the Tellurates, the Tellurites and
the Tungstates (or the Wolframates).
Phosphates Class: The Phosphates, the Arsenates, the Vanadates
and the Antimonates.
Silicates Class: The Silicates (the largest class).
The Organics Class: The "Minerals" composed of organic chemicals!
The Mineraloids: The "Minerals" that lack crystal structure!
29
Major Mineral Suites
Elements
Metallic:Au, Ag, Cu
• Not Al, Pb, Zn, Fe, etc.
Nonmetallic: C - Diamond, Graphite
• Sulfur
30
Major Mineral Suites
SULFIDES: Dense, Usually Metallic
Many Major Ores
• Pyrite FeS2
• Chalcopyrite CuFeS2
• Galena PbS
• Sphalerite ZnS2
Major Cause of Acid Rain
• Molybdenite MoS2
31
Major Mineral Suites
HALIDES: Usually Soft, Often Soluble
• Halite NaCl
• Fluorite CaF2
SULFATES: Soft, Light Color
• Gypsum CaSO4
• Barite BaSO4
32
Major Mineral Suites
OXIDES: Often Variable, Some Ores
• Hematite Fe2O3
• Bauxite Al(OH) 3 (a hydroxide)
• Corundum Al2O3 (Ruby, Sapphire)
CARBONATES: Fizz in Acid, Give off
CO2
• Calcite CaCO3
• Dolomite CaMg (CO3)2
33
Carbonates
• Principal
Components of
limestone and
dolostone
• Storehouse for
CO2
34
Oxide: Hematite
35
Hydroxide: Bauxite
36
Most Important Mineral Suites :
•
•
•
•
The Silicate Minerals
Si + O = 75% of Crust
Silicates make up 95% + of all Rocks
SiO4: -4 charge
Link Corner-To-Corner by Sharing Oxygen
atoms
37
Silica Structures
38
Asbestos
39
Silicates
40
Tectosilicates - 3-D Networks
• Quartz
Feldspars
41
Quartz
42
Reference
• http://mineral.galleries.com/minerals/by_class.htm
• http://www.johnbetts-fineminerals.com/jhbnyc/minname.htm
• http://www.geo.sc.chula.ac.th/Knowledge/Rock%20and%20Mineral.htm
43