Az ásványok világa A miskolci Herman Ottó Múzeum utazó kiállítása általános és középiskolák számára
1. Mi az ásvány és mi a kőzet?
Az ásvány
szilárd halmazállapotú természetes úton képződött rendezett szerkezetű (kristályos) határozott kémiai összetételű vegyület, ritkábban elem.
Cölesztin (Mahajanga, Madagaszkár).
Ásványfaj és változat
Ásványfaj: az ásványrendszertan alapegysége. Egy adott ásványfajt a kémiai összetétele és a kristályszerkezete határozza meg. Ásványfaj pl. a kvarc (SiO2, trigonális). Változat: ha egy ásványfajon belül valamely fizikai, morfológiai vagy kémiai sajátság látványosan eltér az ideálistól, akkor azt sokszor külön névvel illetjük.
A kvarc néhány változata
Ametiszt (Gyöngyösoroszi).
Achát (Minas Gerais, Brazília).
Kalcedon (Erdőhorváti).
Tigrisszem (Prieska, Dél-Afrika).
Nem tartoznak az ásványok közé
Kagylóhéj.
Mesterséges timsókristályok.
Borostyán (fosszilis gyanta).
Víz.
Ásványrendszertan
Az ásványrendszeretan alapegysége az ásványfaj. Az ásványfajt a kémiai összetétele és a szerkezete határozza meg. Jelenleg kb. 4500 ásványfajt ismer a tudomány, melyből kb. 530 található meg Magyarországon. Az ásványokat kémiai és kristályszerkezeti alapon rendszerezzük. 10 ásványosztályt különböztetünk meg: 1. terméselemek, 2. szulfidok, 3. oxidok és hidroxidok, 4. halogenidek, 5. karbonátok és nitrátok, 6. borátok, 7. szulfátok, 8. foszfátok és arzenátok, 9. szilikátok és 10. szerves ásványok.
Kőzetek
Ásványok keverékei. Nagy földtani folyamatok során képződtek. Csak kevés ásvány vesz részt a kőzetképződésben → kőzetalkotó ásványok. Azok az ásványok, melyek döntően hozzájárulnak a kőzetek felépítéséhez a kőzetalkotó ásványok. Ilyen pl. a kvarc, földpátok, csillámok, amfibolok, kalcit stb.
Gránit (mélységi magmás kőzet) Mongóliából. A következő ásványok építik fel: zöld = amazonit, fekete = biotit, szürke = kvarc.
2. Az ásványok alakja
Kristályos és amorf állapot
Az ásványokat felépítő atomok, ionok vagy molekulák a tér három irányában meghatározott rendben (kristályos állapot) vagy rendezetlenül (amorf állapot) helyezkednek el.
a) A kristályos szerkezetű anyagokat felépítő tömegpontok szabályos rendben helyezkednek el, akár a gondosan felépített fal téglái. b) A váletlenszerűen elhelyezett téglákból álló fal az előzőnél kevésbé stabil, ez az amorf állapotot szemlélteti.
Az egykristályok alakja
A kristályok termetét a tér három irányában való növekedésük szabja meg. Így beszélhetünk tűs, oszlopos (egy irányban fejlett), lemezes, táblás (két irányban fejlett) és izometrikus (három irányban fejlett) kristályokról.
Az egykristályok alakja
Tűs antimonit (Felsőbánya, Románia)
Táblás barit (Kapnikbánya, Románia) Izometrikus pirit (Navajún, Spanyolország)
Kristályok szabályos összenövése
Ikerkristály: két vagy több kristályegyed szimmetrikus összenövése. Sztaurolit ikerkristály (Kejvi masszívum, Oroszország).
Párhuzamosan összenőtt oktaéderes termetű kristályok.
Kristályok szabálytalan összenövése: kristályhalmazok (aggregátumok)
Legtöbbször a kristályok növekedésükben korlátozottak, gyakran ugyanazon ásvány más kristályegyedei gátolják a növekedést. A sok kristály szabálytalan összenövéséből álló együttest kristályhalmaznak, vagy aggregátumnak nevezzük. A kristályhalmazok alakja változatos lehet. Néha ezek az alakok jellemzőek az adott ásványra. Gyakoribbak: tömött-vaskos, szemcsés, földes, lemezes, legyező alakú, kéveszerű, rostos, szálas, szalagos-sávos, sugaras, gömbös-vesés, cseppköves, dendrites stb.
Kristályhalmazok
Rozettaszerű halmaz. Gipsz (Marokkó).
Szálas-rostos halmaz. Halotrichit (Recsk).
Gömbös halmazok. Sziderit (Erdőbénye).
Szalagos-sávos halmaz. Kalcit (Léva, Szlovákia).
3. Az ásványok fizikai tulajdonságai
Keménység (Mohs-féle karcolási keménység) Keménység
Ásvány
Meghatározási lehetőség
1.
talk
körömmel könnyen karcolható
2.
gipsz
körömmel még nehezen karcolható
3.
kalcit
körömmel nem, tűvel könnyen karcolható
4.
fluorit
tűvel nehezen, késsel könnyen karcolható
5.
apatit
tűvel nem, késsel nehezen karcolható, reszelő könnyen fogja
6.
ortoklász
reszelővel karcolható
7.
kvarc
az üveget karcolja
8.
topáz
az üveget karcolja
9.
korund
az üveget karcolja
gyémánt
az üveget karcolja
10.
Hasadás
Hasadásról akkor beszélünk, ha az ásvány valamilyen határozott mechanikai behatásra (pl. ütésre, nyomásra) meghatározott síkok mentén elválik. Csak kristályos anyagok hasadnak. A hasadás minősége: tökéletes, jó, rossz. Sok ásvány egyáltalán nem hasad. Ilyen pl. a kvarc.
Jól hasadó kalcit. Polgárdi, Szár-hegy.
Törés
Az ásványon határozott mechanikai behatásra (pl. ütésre, nyomásra) megjelenő, kristálytani irányoktól független elválási felületet törési felületnek nevezzük. Fajtái: kagylós, egyenetlen, egyenes, szilánkos, horgas, földes stb.
Kagylós törési felületek opálon. Telkibánya
Szín
Az ásványok egyik legszembetűnőbb fizikai tulajdonsága. Az ásványok a szivárvány minden színében megjelenhetnek. Sok ásvány csak egyféle színben fordul elő → saját színű (idiokrómás) ásványok. A saját színt alapvetően a kémiai komponensek határozzák meg. Idegen színű (allokrómás) ásványok: színüket idegen kémiai elemek, a kristályrács hibái vagy zárványok okozzák. Ezeknél a szín nem fontos határozó bélyeg.
Szín
Auripigment (Kovászna, Románia)
Azurit (Dzsezkazgan, Kazahsztán)
Rodokrozit (Kapnik, Románia)
Fluorit (Kína)
Karcszín
Az ásvány karcolási porának színe. Mázatlan fehér porcelánon lehet tanulmányozni. Saját színű ásvány esetében a porszín megfelel a valódi színnek, legfeljebb kissé halványabb. Idegen színű ásványok esetén a karcszín és az ásvány színe merőben eltérő lehet. A karcszín a színnél fontosabb határozó bélyeg.
Cinnabarit (Ötösbánya, Szlovákia)
Fény
Az ásványok fényét az egykristályokról vagy az aggregátumokról visszaverődő fény jellegzetességei alapján osztályozzuk. Fémes fényű (termésfémek, szulfidok, néhány oxid), félig fémes fényű (pl. kuprit, cinnabarit) és nemfémes fényű ásványok. Nemfémes fény: üvegfény (kalcit), zsírfény (nefelin), gyémántfény (gyémánt), gyöngyházfény (muszkovit), selyemfény (rostos gipsz), fénytelen (agyagásványok) stb. kategóriák.
Gyöngyházfényű muszkovit (Macskamező, Románia).
4. Az ásványok keletkezése
Ásványképződés
Ásványok akkor alakulnak ki, amikor a természetben gőzök, olvadékok lehűlnek, oldatok túltelítődnek vagy vegyi reakciók során az anyagi részecskék kristályos állapotba mennek át. Rendezetlen állapotból (gőzök, oldatok, olvadékok) rendezett szerkezet (kristályos állapot) jön létre. A korábban kikristályosodott ásvány zárványként fordulhat elő a később képződőben.
Ametisztben lévő goethitzárványok.
Magmás eredetű ásványok
Kőzetolvadékból (magmából) kristályosodnak ki magas hőmérsékleten. A magma a Föld mélyebb zónáiban képződik, kezdeti hőmérséklete meghaladhatja az 1300°Cot. A magmából a csökkenő olvadáspontjuk sorrendjében kristályosodnak ki az ásványok. Ha a magma kijut a földfelszínre, lávának nevezzük.
Zöld forsteritszemcsékből álló kőzetzárvány bazalttufában (Szentbékkálla).
Pegmatitos fázis
Az olvadék nagy részének kikristályosodása után, kb. 2-12 km-es mélységben és 600-800 °C-on a magmamaradékból válnak ki a pegmatitos ásványtársulások. A lassan változó, nyugodt képződési körülmények kedveznek a kristálynövekedésnek. A világ legnagyobb kristályai pegmatitos eredetűek. Pl. egy madagaszkári berillkristály 18 m hosszú és 380 tonnát nyom.
Fekete oszlopos turmalin és táblás földpát pegmatitból (Murzinka, Oroszország).
Hidrotermás ásványképződés
A magmás működés utolsó szakaszában, forró (400 °C alatti) vizes oldatokból válnak ki a hidrotermás ásványok. A kőzetek repedéseit telérek, ill. erek formájában töltik ki. Nagyon változatos ásványtársulások jöhetnek létre. Az érctelepek nagy része hidrotermás eredetű. Ritmikus ásványkiválás (kvarc, galenit, szfalerit) egy hidrotermás telérből (Gyöngyösoroszi).
Üledékes eredetű ásványok
A felszíni időjárási viszontagságoknak kitett kőzetek mállani kezdenek. Az intenzív felszíni mállás és folyóvízi lehordás hatására a felszínen lévő kőzetek teljesen szétaprózódnak vagy elmállanak, anyaguk behordódik a folyókba, tavakba, majd tengerekbe, ahol lerakódnak, majd megszilárdulnak és egy újfajta, üledékes kőzet képződik.
Folyó által szállított ásványszemcsék (Szentendre, Bükkös patak). Zöld = diopszid, vörösesbarna = almandin, fekete = spinell.
Üledékes eredetű ásványok
Szulfidos rézércek felszíni, felszínközeli oxidációja során zöld színű réz-karbonát, malachit képződhet (Rudabánya).
A ritka szerves ásványok széntelepekben gyakoriak. Mellit (Bicske-Csordakút).
Metamorf (átalakult) ásványok
Ha a korábban kivált ásványok az eredeti képződési helyüktől nagyon eltérő hőmérsékletiés/vagy nyomásviszonyok közé kerülnek, akkor új ásványokká kristályosodhatnak át. Ezt az átkristályosodási folyamatot metamorfózisnak nevezzük. A metamorfózis lehet helyi, lokális jellegű (magmás testek körüli kontakt metamorfózis), de nagy kőzettömegekre is kiterjedhet (regionális metamorfózis).
Mészkőbe nyomult magmás test kőzetátalakító hatására képződött andradit (Vaskő, Románia).
Az ásvány- és kőzetképző folyamatok összefoglalása
5. Az ásványok és az ember
Őskor
Mióta az ember megjelent a Földön, az ásványokat és kőzeteket a legkülönbözőbb célokra felhasználta. Az emberiség őstörténetében két nagy korszakot is jeleznek kövekkel: csiszolatlan kőkor (paleolitikum) és csiszolt kőkor (neolitikum). Az ásványok és kőzetek fő felhasználási területei: eszközkészítés, festékkészítés, építkezés, díszítés, gyógyítás, mágia.
Obszidián- és kovakőeszközök a Tokaji-hegységből.
Az ókortól napjainkig
Az ókorban az ún. fémkorok (rézkor, bronzkor, vaskor) az ásványok felhasználásához kapcsolódnak. Megindult az ásványokból a fémek kinyerése, vagyis a kohászat. Az agyagkőzetek égetésével téglát, cserepet és kerámiát állítottak elő. A kvarcból olvasztással üveget nyertek. Plinius (23-79) már 150 ásványt és kőzetet ismert. A sötét középkorban több mint ezer évig nem gazdagodott jelentősen az ásványokkal kapcsolatos ismeretünk. A nagy áttörést Georgius Agricola (1494-1555) művei jelentették. A reneszánsszal ugrásszerűen megnőttek ismereteink az ásványok bányászatával, kohászatával és sokirányú felhasználásával kapcsolatosan. Az ásványok felhasználásában a 17-19. századi ipari forradalom újabb látványos fejlődést hozott. Kialakult az ásványtan tudománya (A. G. Werner, 1750-1817). A 20. század az alumínium és más könnyűfémek hasznosításának korszaka. A radioaktivitás felfedezése megadta a jelet az atomkornak: az uránásványokat energiaforrásként használják fel.
Drágakövek, díszítőkövek
Drágakő: különleges szépségű, kemény, viszonylag ritka, így értékes ásvány, ritkábban szerves eredetű képződmény (pl. gyöngy, korall). Díszítőkő: olyan kőzet, melyet külső megjelenése díszítési célokra alkalmassá tesz.
Csiszolt drágakövek: ametiszt (lila), rubin (vörös) és topáz (sárga).
Vágott és polírozott felületű lazurit (Malo Bisztrinszkoje, Szibéria, Oroszország).
Érc, nemérc
Érc: olyan kőzet/ásvány, melyből egy adott kor technológiai szintjén gazdaságosan fémet nyerhetünk ki. Nemérc: olyan kőzet, melynek valamely nem fémes komponensét hasznosítjuk.
Az ólom legfontosabb ércásványa, a galenit (Madan, Bulgária).
A porcelán nyersanyaga, a kaolin (Bodrogszegi).
Kiállítás-vezető
A kiállításhoz egy 40 oldalas, színes kivitelben megjelent vezető kapcsolódik, melyben bővebben olvashatnak a most elhangzottakról.
Magyarország ásványai (poszter)
Geoda
A magyar ásványbarátok folyóirata. Megjelenik évente háromszor, teljesen színes kivitelben, számonként 44 oldalon. További információ: Magyar Minerofil Társaság, 1725 Budapest, Pf. 254. Tel.: (30) 313-0477. E-mail:
[email protected]. Internet: www.mamit.hu
Magyarország ásványai – Internetes adatbázis
A Magyarországon ismert összes ásvány részletes bemutatása, megadva valamennyi ismert hazai lelőhelyeiket. Rengeteg színes fotóval illusztrálva.
www.mineral.hermuz.hu/asvanytan
