Mineraloji Nedir

Mineraloji Nedir
Mineraloji NedirMineralleri, bunların fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceleyen bilim dalı.
Genellikle birçok mineralden oluşan kayaçların kimi zaman tek bileşeni olan mineraller, belirli kimyasal ve fiziksel özellikleri bulunan doğal, katı, homojen cisimlerdir. Minerallerin çoğunluğunu billurlar oluşturur (Bkz. BÎLLURBILİM). Tarihöncesi’nden beri mineraller, iktisadi açıdan ve estetik niteliklerinden dolayı insanların ilgisini çekti. Bakır, ilk kullanılan metal oldu. Bununla birlikte, mineralojinin bir bilim olarak ortaya çıkması için Rönesans’ı beklemek gerekti. Alman mineraloji uzmanı Agricola (1494-1555), maden jeolojisiyle ilgili kitaplarında mineral türlerinin ilk sistematik betimlemelerini yaptı. Minerallerin yüzeylerini ayıran açıların sabit olduğunu ve her tür için kendine özgü bir nitelik taşıdığım ortaya ilk koyan, XVI. yy’da DanimarkalI N. Stero oldu. XVII. yy’ın sonlarında, Rome de Lisle ve Haüy’ün çalışmalarıyla gelişme gösteren bu bilim dalı, giderek ilerleme gösterdi.

MİNERALLERİN SAPTANMASI

Minerallerin ilk saptanmasında yararlanılan öğeler çıplak gözle görülebilir; bu nedenle günümüzde bile jeoloji uzmanları bu saptama işini mineralin bulunduğu yerde yaparlar. Minerallerin rengi sabit (galen, mag-netit) ya da değişken olabilir: Kuvars ve flüorinin renkleri içerdikleri katışkı maddelerine göre değişir. Parlaklık, mineralin ışığı yansıtma biçimine bağlı olan bir özelliktir ve değişik tiplerde olabilir.
Çok eski bir belirleme işlemi de minerali bir ham porselen parçası üstünde sürtmeye dayanır. Mineralin bo-zunmasıyla, porselen üstünde, kara bir tahtaya tebeşirin bıraktığına benzeyen ince bir toz birikir. Bu tozun rengi bazı mineral türleri için kendine özgüdür ve çoğunlukla mineralin renginden daha kalıcıdır.

Billurları büyük boyutta olduğunda, minerallerin kuşkusuz kendine özgü bir biçimi görülebilir.
Dilinim, minerallerin iç yapısına dayanan bir özelliktir. Bazı billurlarda, atomların yerleşim biçimine ve bunları birleştiren bağların yapışma bağlı olan, birbirine paralel zayıflık bölgeleri vardır. Bundan dolayı mineraller, ince tabakalara parçalanırlar; mikada da aynı durum söz konusudur. Amfiboller ve piroksenler, belli açılara göre (120° ve 90°) karşılaşan birçok dilinim doğrultularına sahiptirler. Kırıklar da, aynı biçimde önemli bilgiler verirler. Kırılma düzleminden yoksun olan mineraller, çok sayıda parçalara bölünerek düzensiz biçimde kırılırlar; lifli bir kırık, amyantın özelliklerindendir; bununla birlikte, kimi mineraller, eğri ve düzenli bir yüzey vererek kırılırlar; kuvars ve turmalinin kavkı biçimindeki kırılması bunun bir örneğidir. Sertlik, iki mineralin birbirine oranla sahip oldukları dirençtir, îki mineralin birbirine sürtülmesiyle belirlenebilir. Bu yolla bir sertlik- ölçeği ya da Mohs ölçeği yapılmıştır: 1, talk; 2, alçıtaşı; 3, kalsit; 4, flüorit; 5, apatit; 6, ortoz; 7, kuvars; 8, topaz; 9, korindon; 10, elmas. Alan üstünde kullanılan ayarlarsa şunlardır: Bir bıçak ağzının demiri (Mohs ölçeğinde 6), bir bakır parçası (3 1/2), tırnak (2 1/2). Yoğunluk, her metal için belirlidir ve belirlenmesi kolaydır. Çok eski bir la-boratuvar yöntemi olan alev deneyi, küçük bir gaz ocağı (Bunsen beki) alevinin, kimi maddelere değdiğinde aldığı renge dayanır. Ayrı ayrı bakıldığında, bu incelemelerden hiçbiri bir mineralin tanınmasını, saptanmasını sağlamaz. Bunlar birbirini bütünleyen deneylerdir ve laboratuvar çalışmasına başlamadan önce, toplanan minerallerin yapısıyla ilgili güçlü kanılar sağlarlar.

LABORATUVAR İNCELEMELERİ

OPTİK İNCELEMELER. Laboratuvar incelemelerinde, giderek daha karmaşık tekniklerden yararlanılmaktadır. Polarıcı mikroskopta inceleme yapüa-bilir, çünkü, minerallerin çoğu, kaimlik yeterince azaltıldığında yarı-saydam hale gelirler. İnceltilmiş tabakaların (0,03 mm kalınlıkta) gözlemi, minerallerin, çeşitli ışıklar altmdaki optik özellikleri sayesinde (kırılma indisi, çift kırınım, vb.) tanınmalarını sağlar. Metaller çok ince kesüseler de saydamsız kalırlar; bunları incelemek için, özel bir mikroskop gerekir; ışık, perdahlanmış metal tabakalarm yüzeyine yansır. Bu inceleme, yansıma renklerinin, yüzey yivlerinin, olası billur bitişmelerinin gözlenmesine olanak tanır. Büyütme gücü çok yüksek olan elektron mikroskobu billur ağındaki bozuklukları açığa çıkarır. X ışınları, ışık gibi, billurlarla kırılırlar. Bu kırılma, minerallerin iç yapısının ortaya çıkmasını sağlar. Bileşimlerine göre mineraller, az çok magnetizma-ya dayalıdırlar. Mineral türlerini ayırmak için, örnekler bir elektromıknatısın etki alamnda bırakılırlar. KİMYASAL İNCELEMELER. Minerallerin kimyasal bileşimi laboratuvar-larda belirlenebilir ve nicelik açısından çözümlemenin yam sıra ısılay-rımsal (termodiferansiyel) çözümleme, soğurma ve yayma, tayf ışıköl-çümleri (spektrofotometri), vb. işlemler de yapılır. Kütle tayf çekimi, çok düşük oranlarda bulunan öğelerin (eser miktardaki elementler) tanımını sağlar. Elektron ya da iyon mik-rosondası, oluşturucu kimyasal öğelerin dağılımım gösterir. Minerallerin kimyasal bileşimi, tek bir atom türünden oluşmuş ham elementlerden, birden çok elementten kurulu karmaşık silikatlara kadar çok büyük çeşitlilik gösterir.
Aynı türe ait mineraller, genellikle aynı billur düzeninde billurlaşırlar. İyonların birbirleriyle yer değiştirebü-diği, ortak bir yapıya sahiptirler. Bazen bu yer değiştirmeler bütünsel ve sürekti olabilir. Böyle durumlarda, iki uç arasmda her tür ara biçimin bulunabildiği kah çözeltiler elde edilir; plajiyoklazlar sodyumlu bir kutuptan kalsiyumlu bir kutba, olivinse demirli bir kutuptan, manganezli bir kutba değişir. Buna karşılık, aynı kimyasal bileşim birden çok billur biçimi verebilir; elmas da, grafit de karbondan oluşmuş bileşiklerdir; kalsit ve aragonit, kalsiyum karbonattan kuruludurlar. Bozunmalarm ardından, kimi mineraller başka bir türle yer değiştirerek, biçimlerini korurlar, bu bir psö-domorfoz olayıdır.

BİREŞİMLER. Bireşimlerin amacı mineralleri laboratuvarda çoğaltmaktır. Bu deneylerin sonucunda, elde edilen maddeler yapay olduğundan doğadaki aynı özellikleri taşısalar bile gerçek anlamda mineral sayılmazlar.

Bu çalışmalar, minerallerin oluşumu ve kararlılık sınırları için gerekti termodinamik koşullarının (sıcaklık, basınç, karbon dioksit gazının, oksijenin, suyun belli orandaki basınçları, vb.) belirlenmesini sağlarlar. Aynı bir kimyasal bileşimden, koşullara göre, farklı mineral birleşimleri elde edilir. Doğada bulunan bu paragenezler kayaların nasıl oluştuğunun bilinmesine olanak tamrlar.

BİRLEŞİMLERİN ARAŞTIRILMASI. Bir mineral türünün yüzeyleri iyice gelişmiş büyük billur birleşimleri, özel adlar taşırlar. Bunlar çok göz alıcıdırlar ve süsleyici özelliklerinden dolayı çok aranan türlerdir. İçleri billurlarla kaplı çakmaktaşı oyukları, kayaç-larda bulunan kovukların ya da çatlakların iç duvarlarım kaplayan eksiksiz billurlardan oluşmuşlardır. Alp kayacı billuru (duru kuvars) klasik bir jeot örneğidir. Billur içeren mineraldeki boşluklar, ortak kalıba sahip, ama, yalnızca uçlarından biri iyi gelişmiş olan billurlardan kaynaklanırlar.

MİNERALLERİN SINIFLANDIRILMASI

Bilinen elementlerin (günümüzde 100’den çok) % 10’u, yerkabuğunun % 98’ini oluşturur. Aynı biçimde, günümüzde 3 000 dolayında mineral türü bilinirken, bunların ancak 30 kadarı kayaçların % 95’ini oluşturur. Mineral adlarının çoğu, it ekiyle biten yunanca ya da latince bir kökten oluşmuştur. Halk arasında sıklıkla kullanılan bazı mineraller ve değerli taşların (elmas, kuvars, vb.) adları bu kurala uymaz. Minerallerin sınıflandırılması, bunların kimyasal bileşimine dayanır.

SİLİKAT OLMAYANLAR. Bu mineral kümesi çok çeşitlidir. Bunları oluşturan türlerin büyük bir bölümü, oldukça basit bir kimyasal bileşimdedirler. Maden filizleri bu kümeye girdiğinden iktisadi açıdan büyük önem taşırlar.

KATIKSIZ ELEMENTLER. Bu mineraller, gerek tek tür atom, gerekse metal alaşımı halinde olabilirler. Bu sınıfta, altm, gümüş, platin gibi değerli madenler ve gri bakır yer alır. Elmas ve grafit, her ikisi de arı karbondan oluşmuşlardır. Fiziksel özellikleri ve yapılarından dolayı ayırt edilirler. Elmas kübik bir billurdur; burada, her karbon atomu dört komşu atoma bağlıdır. Grafit, altıgendir; atomlar seyrek yaprakçıklar oluştururlar. Bu seyreklik, grafitin kusursuz ve kolay dilinimini açıklar; bunu anlamak için grafit uçlu bir kurşunkalemle yazı yazmak yeterlidir.

OKSİTLER VE HİDROKSİTLER. Oksijenle birleşmiş element, bir oksittir. Bütün elementler, kimyasal olarak oksijenle birleşmezler. Doğada en bol bulunan oksitler, metal oksitler, özellikle de demirinkilerdir.
Magnetit (Fe30„)ve hematit (Fe203) demir filizleridir. Bakır filizi olan küp-rite de sık raslanır.

Boksit (AI2O3), alüminyumun başlıca filizidir. Başkalaşımı, aynı bileşimde olan çok sert bir mineralin oluşumuna yol açar: Renkli çeşitlerine yakut ve safir denen korindon.

Titan oksitler olan rütil (Ti02) ve il-menitle (FeTi03), ateş kayalarında, küçük çubuklar biçiminde karşılaşılır. Silis de (Si02) bir oksittir.

Demir filizlerinin en yaygın biçimi olan limonit, Fe203.nH20 bileşiminde bir hidroksittir.

Gibsit, Al (OH)3 ve goetit FeO (OH), alüminyum filizinde bulunan minerallerdir.

SÜLFÜRLER VE KÜKÜRTLÜ TUZLAR. Bu sınıf sülfürleri, selenyürleri, arsenürleri ve tellürürleri kapsar. 350 türünün arasında çok büyük sayıda maden filizi içerir. Galen (PbS), stibin (Sb2S3), kalkosit (Cu2S), arjan-tit (Ag2S), arsenopirit (FAsS), kalko-pirit (CuFeS2), pirit (FeS2) gibi elementlerin tümü de metal parlaklığm-dadır. Blend (ZnS), zencefre (HgS), ko-vellit (CuS) ise yağlı bir parlaklıktadır. Arsenik sülfürleri olan realgar ile orpiment, turuncu ve altın sarısı rengindedir ve reçine parlaklığındadır-lar.

HALOjENÜRLER. Bu küme, flüorürleri ve klorürleri içerir. Genellikle cam parlaklığında olan halojenürlerin sertlikleri ve yoğunlukları azdır. Flü-orit (CaF 2) kübiktir ve çeşitli renklerde olabilir. Kriyolit (Na3AlF6) buz renginde ve saydamlığındadır. Klorürler, deniz suyunda çözelti halindeki tuzların çökmesinden dolayı oluşmuş tortul kayaçların en önemli bileşenleridir. Başlıcaları, kayatuzu (NaCl) ve silvittir (KC1). KARBONATLAR. Görünümleri taşa benzer ve bunlar {CO3)2′ anyonunun, birçok katyonla birleşmesinden oluşurlar. En sık karşılaşılanları, kireç-taşlarının bileşenleri kalsit ve aragonit dolomileri oluşturan dolomittir. Beyaz renkli serüzit, mavi azürit, yeşil malakit, bakır karbonatları ve çinko karbonat smitsonit, metalli minerallerin bozunmasıyla oluşmuşlardır. NİTRATLAR. Gübre ve güherçile üretimi için çok aranan ender minerallerdir. Daha yoğun ve renksiz olan boratlar birçok kimyasal büeşiğin hammaddesi olarak kullanılırlar. Sülfatlar (SO4)4′ köküyle belirtilirler. En bilineni, alçı yapımının hammaddesi olan kalsiyum sülfat, yani alçıtaşıdır. FOSFATLAR. Çeşitli kimyasal bileşimlerde olurlar ve dörtyüzlü (PO*)3

köküyle tanımlanırlar. Hammaddesini oluşturdukları gübrelerin büyük değerinden dolayı, çok aranan minerallerdir. Bakır ve alüminyum fosfat olan, donuk, rengi açık maviden yeşile değişen turkuvaz, yarı-değerli bir taştır. Fosfatlar da, radyoaktif element mineralidir. Karamela renginden kırmızıya değişen güzel billurlar halinde reçine parlaklığındaki mona-zit, granitti kayaçlarda sık bulunan bir katkı mineralidir; aynı zamanda bir toryum ve ender toprak mineralidir. Bir uranyum vanadat olan karno-tit bir uranyum filizidir. SİLİKATLAR. Silikatlar, çok sayıda minerali kapsarlar. Bilinen türlerin yaklaşık üçte birini temsil ederler. Aralarında ender olanlar vardır, ama bazıları yerkabuğunun temelini oluştururlar. Yerkabuğunun % 95’inin silikatlardan oluştuğu, bunların arasından da % 60’ının feldispatlar ve % 12’sinin de kuvarstan meydana geldiği hesaplanmaktadır.

Bu minerallerin çoğunluğu oluşturması, yeryüzeyindeki oksijen, alüminyum ve silisyum bolluğunu açıklar; oksijen, kimyasal elementlerin % 47’sini, süis-yum % 28’ini, alüminyum % 8’ini temsil eder. Silikatların sınıflandırılması, bunların yapısına dayanır. Bu yapının temel motifi, dörtyüzlü SİÛ4 ‘tür.

Bu dörtyüzlülerin düzenleniş biçimine göre şunlar seçilir: 1. bileşimi
(SiO 4)4- olan, bağımsız dörtyüzlüler ya da neozosilikatlar kümesi; 2. bileşimi (Si207)6″ olan, bir oksijen atomuyla bağlanmış iki dörtyüzlü kümesi, yani sorosilikatlar; 3. dörtyüzlülerin ikişer oksijenle bağlandığı halkalı yapı; 3,4,6 motifli halkalar bilinir ve bunlardan (Si309)6-, (Si40,2)8″,

(SİeO ,8)12 bileşimleri oluşur ve sik-losilikat olarak adlandırılırlar. Zincirli yapılar inosilikatlarıh özelliğidir; iki zincir türü bilinmektedir: (Si03) 2~ yalın zincirler ve (Si4Ot1 l5* çift zincirler. Dörtyüzlüler üçlü.olarak tepelerinden bağlandıklarında, (Si205)2’ bileşimli, yapraklı yapılar elde edilir; bu filosilikatların yaprakları altıgen bir ilmek taşırlar. BAŞLICA SİLİKATLAR. Neozosüikat-larm en önemli temsilcisi, zeytin yeşili renginde,(Mg,Fe)2(Si04) bileşiminde bir mineral olan ve arı magnez-yumlu bir kutuptan demirli bir kutba, eksiksiz katı bir çözelti oluşturan olivindir; bazik ve aşırı bazik püskürük kayaçlarda sık bulunan bir mineraldir. Karmaşık kimyasal yapılı grenalar, aralarında kimi çeşitleri yarı-değerli taşlar olmak üzere, önemli bir küme oluştururlar. Polimorf olan an-daluzit, silimanit ve dişten de aynı kimyasal bileşime sahip neozosilikat-lardır; başkalaşmış fasiyeslerin tanınmasını sağlarlar. Ender bulunan soro-silikatlar az miktarda önemli mineral içerirler. Siklosüikatlardan başlıcası.
alüminyum ve berilyum kompleks silikatı olan berildir.

İnosilikatlar iki büyük kümeyle temsil edilirler; Yalın (Si03) zincirlerinden oluşan piroksenler çok çeşitti bileşimlere sahip olan koyu minerallerdir; aralarmda 90°’tik bir açı yapan iki ana dilinim doğrultusuna sahiptirler; bu mineraller kor kayaçlar ve derin başkalaşmış kayaçlarda bol bulunurlar. Amfiboller bir çift zincirden oluşmuşlardır; sodyumlu çeşidi,jadeit, yeşim taşmdan eşyaların hazırlanmasında kullandır. Mikalar ve killer, fi-losüikatlardır. Tektosilikatlar, hemen hemen bütün kayaçlarda bulunan bir mineral olan SİO2 kuvarsı içerirler: an halde saydam olan kuvars, içerdiği katışkı maddelerine göre çeşitti renkler alabilir. Mor renkteki ametist, demir içerir. Feldispatlar, çok çeşitti bileşimli bir küme oluştururlar. Bunlardan yeşil bir çeşit olan amazonit, güzel görüntüsünden dolayı çok aranır. İçlerinde çok az miktarda silis bulunan feldispatımsılar yanardağ kökenli kayaçlarm büeşenleridirler; bulundukları yerde kuvarsa raslanmaz. ORGANİK ASİTLERİN TUZLARI. Organik asitlerin tuzları, siyah kehribar gibi kömürlerde, parafinlerde ve reçinelerde bulunan karmaşık organik büeşikler karışımıdırlar. Amber, renginde birçok açıklık koyuluk bulunan bir fosil reçinedir.

Etiketler:

Yorum yazın