Geologie
Hfst 4: Mineralogie
Gesteente = verzameling van mineralen
Mineralen hebben vaste substantie met geordend atoomrooster (kristallijn), met vaste chemische
samenstelling of samenstelling die varieert tussen bepaalde eindleden.
Zoniet: amorf (mineraloïden) bv. Opaal, obsidiaan, glas, amber,…)
Kristallijne structuur amorfe structuur van obsidiaan
van zirkoon (ZrSiO4) (SiO2, MgO en Fe3O4)
Euhedrale kristallen: typische uiterlijke kristalvorm, gerealiseerd bij voldoende vrije groeiruimte, bv.:
Kristallen in holtes (bv. geodes)
Anhedrale kristallen: uiterlijke vorm bepaald door afronding tijdens transport en beperkte
kristallisatieruimte bv. Duinen an→anaal→weinig plek
Voorbeeld kristalrooster van haliet (NaCl):
stokjes en bolletjes model niet realistisch, in realiteit zijn
atomen en dicht op elkaar geplakt
Vaststelling van kristallijne roostropbouw: deffractiometer
Golflengte van X-stralen (=Röntgenstralen): zelfde grootteorde als inter-atomaire afstand kristal (< 1 nm) →
interferentie (uitdoving + versterking) golven met atoomrooster (interferentie = diffractie)
,Mineraal is ladingneutraal
Veldspaten (aluminium-tectosilicaten): ongeveer 40% van de continentale korst
= orthoklaas is de baas Geen veldspaten mogelijk in
rechterdeel:
Geen mineralen met
samenstellingen in dit veld
Van Natrium naar calcium gaat: ze
hebben dezelfde grootte
Van kalium naar calcium niet; ze
verschillen in grootte én in valentie.
Albiet Anorthiet
Plagioklaas: (Ca, Na)(Al, Si)AlSi2O8
→ substitutie (vervanging) van Fe2+ door Mn2+ of Mg2+/Ca2+ door Mg2+/Si4+ door Al3+
Polymorfe mineralen: zelfde elementen maar andere structuur bv. C (diamant, grafiet), FeS2 (pyriet,
marcasiet), CaCO3 (calciet, aragoniet)
Sommige eigenschappen anisotroop= afhankelijk van de richting waarin wordt gemeten
Bv: grafiet is gelaagd dus sterkere bindingen horizontaal dan verticaal en dus makkelijke splijting
Natuurlijke mineralen: cement, beton, keramiek, baksteen,… zijn kunstmatige gesteenten met minerale
opbouw.
Synthetische mineralen: korund, diamant (schuur/slijpmiddel)
Organische mineraloïden (amorf); Inkolingsreeks:
Veen→turf→bruinkool→steenkool→anthraciet (daarna nog →grafiet→diamant)
Identificatie van mineralen
In vaste gesteenten met optische microscopie (gepolariseerd licht) kijken naar optische en kristallografische
eigenschappen, andere methoden zijn destructief.
Hoe harder het mineraal, hoe kleiner de afstand tussen atoomvlakken (geen lineaire schaal maar
exponentieel)
Dichtheid:
, Lichtgekleurd (kwarts, veldspaten, calciet): 2,5-2,8 g/cm3
Donker (amfibolen, pyroxenen): 3-3,5 g/cm3
Metallisch (magnetiet): 5g/cm3
Mineralen: niet-silicaten
+- 20 elementen zijn op zichzelf een mineraal (C, Cu, S)
50%< van zwavel komt uit ontzwaveling van fossiele brandstoffen
Sulfiden: meeste metaalertsen zijn sulfiden (meest voorkomend=pyriet FeS2)
Bevatten vaan veel metallische sporenelementen
Limoniet (mineraloïde): veldterm voor mengsel van Fe-oxiden en -hydroxiden
Geel/oranje kleur door oxidatie van ijzer
Limonietvorming bij uitstromend ijzerhoudend grondwater uit
Boomse klei
Sulfaten:
Netto reactie :
CaCO3 + H2O + H2SO4 → CaSO4.2H2O + CO2
Gipsuitslag op historische gebouwen door zure (zwavelzuurhoudende) regen
Mineralen: silicaten
Vormen +- >90% van de aardkorst
_______________________________________________________________________________________
Eilandsilicaten:
Extreem verweringsbestendig
Zirkoon – ZrSiO4
Eilandsilicaten: olivijngroep
Olivijn = vaste plossing van:
- magnesium-olivijn - Mg2SiO4 (Forsteriet)
- ijzer-olivijn - Fe2SiO4 (fayaliet)
, Eilandsilicaten: granaatgoep
Granaat – A3B2(SiO4)3 (vooral in hog-metamorfe gesteenten)
A = Ca , Mg , Fe , Mn2+
2+ 2+ 2+
B = Al3+, Fe3+, Cr3+
_______________________________________________________________________________________
Strikjessilicaten (sorosilicaten)
Epidoot - Ca2(Fe3+,Al)Al2(SiO4)(Si2O7)O(OH)
_______________________________________________________________________________________
Ketensilicaten (inosilicaten): pyroxenen en amfibolen
Pyroxeen – Si2O64-
Amfibool – Si4O116-
Donkergroene mineralen: mafisch – relatief rijk
aan Fe en Mg en arm aan SiO2.
Hoofdbestanddeel van donkere mineralen in
mafische stollingsgesteenten en sommige
metamorfe gesteenten.
Enkele ketens: pyroxenen (bv. augiet, diopsied
(CaMgSi2O6)) pyroxeen is alleen
Dubbele ketens: amfibolen (bv. actinoliet,
hoornblende
(Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5Si6(Si,Al)2O22(OH)2)
Ketensilicaten: asbesten (vnl. amfibolen)
Asbest = verzamelnaam voor vezelige habitus
_______________________________________________________________________________________
Ringsilicaten (cyclosilicaten):
Basiselement = Si6O18
Hfst 4: Mineralogie
Gesteente = verzameling van mineralen
Mineralen hebben vaste substantie met geordend atoomrooster (kristallijn), met vaste chemische
samenstelling of samenstelling die varieert tussen bepaalde eindleden.
Zoniet: amorf (mineraloïden) bv. Opaal, obsidiaan, glas, amber,…)
Kristallijne structuur amorfe structuur van obsidiaan
van zirkoon (ZrSiO4) (SiO2, MgO en Fe3O4)
Euhedrale kristallen: typische uiterlijke kristalvorm, gerealiseerd bij voldoende vrije groeiruimte, bv.:
Kristallen in holtes (bv. geodes)
Anhedrale kristallen: uiterlijke vorm bepaald door afronding tijdens transport en beperkte
kristallisatieruimte bv. Duinen an→anaal→weinig plek
Voorbeeld kristalrooster van haliet (NaCl):
stokjes en bolletjes model niet realistisch, in realiteit zijn
atomen en dicht op elkaar geplakt
Vaststelling van kristallijne roostropbouw: deffractiometer
Golflengte van X-stralen (=Röntgenstralen): zelfde grootteorde als inter-atomaire afstand kristal (< 1 nm) →
interferentie (uitdoving + versterking) golven met atoomrooster (interferentie = diffractie)
,Mineraal is ladingneutraal
Veldspaten (aluminium-tectosilicaten): ongeveer 40% van de continentale korst
= orthoklaas is de baas Geen veldspaten mogelijk in
rechterdeel:
Geen mineralen met
samenstellingen in dit veld
Van Natrium naar calcium gaat: ze
hebben dezelfde grootte
Van kalium naar calcium niet; ze
verschillen in grootte én in valentie.
Albiet Anorthiet
Plagioklaas: (Ca, Na)(Al, Si)AlSi2O8
→ substitutie (vervanging) van Fe2+ door Mn2+ of Mg2+/Ca2+ door Mg2+/Si4+ door Al3+
Polymorfe mineralen: zelfde elementen maar andere structuur bv. C (diamant, grafiet), FeS2 (pyriet,
marcasiet), CaCO3 (calciet, aragoniet)
Sommige eigenschappen anisotroop= afhankelijk van de richting waarin wordt gemeten
Bv: grafiet is gelaagd dus sterkere bindingen horizontaal dan verticaal en dus makkelijke splijting
Natuurlijke mineralen: cement, beton, keramiek, baksteen,… zijn kunstmatige gesteenten met minerale
opbouw.
Synthetische mineralen: korund, diamant (schuur/slijpmiddel)
Organische mineraloïden (amorf); Inkolingsreeks:
Veen→turf→bruinkool→steenkool→anthraciet (daarna nog →grafiet→diamant)
Identificatie van mineralen
In vaste gesteenten met optische microscopie (gepolariseerd licht) kijken naar optische en kristallografische
eigenschappen, andere methoden zijn destructief.
Hoe harder het mineraal, hoe kleiner de afstand tussen atoomvlakken (geen lineaire schaal maar
exponentieel)
Dichtheid:
, Lichtgekleurd (kwarts, veldspaten, calciet): 2,5-2,8 g/cm3
Donker (amfibolen, pyroxenen): 3-3,5 g/cm3
Metallisch (magnetiet): 5g/cm3
Mineralen: niet-silicaten
+- 20 elementen zijn op zichzelf een mineraal (C, Cu, S)
50%< van zwavel komt uit ontzwaveling van fossiele brandstoffen
Sulfiden: meeste metaalertsen zijn sulfiden (meest voorkomend=pyriet FeS2)
Bevatten vaan veel metallische sporenelementen
Limoniet (mineraloïde): veldterm voor mengsel van Fe-oxiden en -hydroxiden
Geel/oranje kleur door oxidatie van ijzer
Limonietvorming bij uitstromend ijzerhoudend grondwater uit
Boomse klei
Sulfaten:
Netto reactie :
CaCO3 + H2O + H2SO4 → CaSO4.2H2O + CO2
Gipsuitslag op historische gebouwen door zure (zwavelzuurhoudende) regen
Mineralen: silicaten
Vormen +- >90% van de aardkorst
_______________________________________________________________________________________
Eilandsilicaten:
Extreem verweringsbestendig
Zirkoon – ZrSiO4
Eilandsilicaten: olivijngroep
Olivijn = vaste plossing van:
- magnesium-olivijn - Mg2SiO4 (Forsteriet)
- ijzer-olivijn - Fe2SiO4 (fayaliet)
, Eilandsilicaten: granaatgoep
Granaat – A3B2(SiO4)3 (vooral in hog-metamorfe gesteenten)
A = Ca , Mg , Fe , Mn2+
2+ 2+ 2+
B = Al3+, Fe3+, Cr3+
_______________________________________________________________________________________
Strikjessilicaten (sorosilicaten)
Epidoot - Ca2(Fe3+,Al)Al2(SiO4)(Si2O7)O(OH)
_______________________________________________________________________________________
Ketensilicaten (inosilicaten): pyroxenen en amfibolen
Pyroxeen – Si2O64-
Amfibool – Si4O116-
Donkergroene mineralen: mafisch – relatief rijk
aan Fe en Mg en arm aan SiO2.
Hoofdbestanddeel van donkere mineralen in
mafische stollingsgesteenten en sommige
metamorfe gesteenten.
Enkele ketens: pyroxenen (bv. augiet, diopsied
(CaMgSi2O6)) pyroxeen is alleen
Dubbele ketens: amfibolen (bv. actinoliet,
hoornblende
(Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5Si6(Si,Al)2O22(OH)2)
Ketensilicaten: asbesten (vnl. amfibolen)
Asbest = verzamelnaam voor vezelige habitus
_______________________________________________________________________________________
Ringsilicaten (cyclosilicaten):
Basiselement = Si6O18
