Mineralogie

Mineralogie Illustration aus der britischen Mineralogie - oder farbige Figuren zur Aufklärung der Mineralogie Großbritanniens von James Sowerby (veröffentlicht zwischen 1804 und 1817).

Unterklasse von	Geologie , akademische Disziplin
Geübt von	Mineralogist ( d )
Objekt	Mineral
Geschichte	Geschichte der Mineralogie

Die Mineralogie ist eine multidisziplinäre Wissenschaft, die sich auf die Mineralien , ihre Identifikationen, ihre Charakterisierungen und Beschreibungen, ihre Analyse, ihre Sorten und Gewohnheiten, ihre Rangfolge, Klassifikationen und Sammlungen, ihre Gitologie, Ablagerungen und Verteilungen, ihre Herkunft und ihre verschiedenen Trainingsmethoden bezieht , ihre Verwendung durch den Menschen, ihr Interesse an Vegetation oder Fauna, ihre Geschichte in der Welt der Schriften oder wissenschaftlichen Reden oder des weltlichen oder traditionellen Wissens, die verschiedenen Formen des Wissens ... Deskriptive Mineralogie untersucht Mineralien, natürliche Umgebungen, Bestandteile, die in Gesteinen unterschiedlich assoziiert sind. Es kann unter Beibehaltung seines autonomen und regulierten Status auf internationaler Ebene als eine grundlegende Disziplin der Geologie , eine Hilfswissenschaft der Petrologie oder ein Zweig der Planetologie oder ein Thema für weitere Studien betrachtet werden. Anorganische Chemie im weiteren Sinne Die Produkte der künstlichen Kristallisation, im Labor oder in einem technischen Ofen, sind zugelassen.

Ein Mineral bezeichnet in der Mineralogie einen mineralischen oder manchmal organischen chemischen Körper, der im Prinzip natürlich, aber manchmal künstlich gebildet wird. Ein gegebenes Mineral ist gekennzeichnet durch die chemischen Elemente, die es enthält, zusammengesetzt oder kombiniert und gemäß einer genauen Zusammensetzung beschrieben wird, die durch eine chemische Formel gegeben ist oder die gemäß variablen Zusammensetzungsgrenzen und insbesondere einer kristallinen Struktur oder einer amorphen Organisation oder bei kurze Entfernungen, die erste definiert durch ihr Netzwerk verschiedener Bindungen und ihre bemerkenswerten Symmetrien, dh jeweils auf molekularer Ebene durch die Art der Atome, aus denen sie bestehen, und ihre Anordnung im Raum.

Die Mineralogie konzentriert die verschiedenen Ansätze zur Untersuchung von Mineralien auf diese beschreibenden Grundlagen. Ohne theoretische Grundkenntnisse und Kenntnisse des Fachgebiets und / oder der Laborpraxis kann es keinen Amateur- oder professionellen Mineralogisten geben . Es gibt eine Geschichte der Mineralogie , die bis in die Antike zurückreicht und insbesondere auf kem (i) a oder ägyptische Chemie zurückgeht.

Methoden wie QEMSCAN ermöglichen es , eine mineralogische Beschreibung einer vom Computer automatisch erfassten Probe zu erhalten .

Eigenschaften von Mineralien

Zur Charakterisierung eines Minerals werden verschiedene Eigenschaften und Methoden verwendet. Um ein bestimmtes Mineral zu untersuchen, verwendet der Mineralogist unter anderem:

• seine kristalline Struktur im festen Zustand (am häufigsten mittels Röntgenbeugung untersucht);
• seine chemische Zusammensetzung (oft mit einer elektronischen Mikrosonde analysiert );
• seine mechanischen Eigenschaften: Dichte oder Dichte , Härte , Spaltung , Bruch, Bruch, Gefühl;
• seine optischen Eigenschaften: Farbe , Spur , Helligkeit , Transparenz , Brechungsindex , Interferenzanalyse mit Röntgenstrahlen;
• die Bindungen zwischen den Atomen, die insbesondere sein können: kovalent, ionisch, metallisch von van der Waals  ;
• seine chemischen Eigenschaften: Photolumineszenz , Reaktivität mit Säuren, Färbung unter der Flamme;
• seine Phase (fest, flüssig oder gasförmig);
• seine Löslichkeit (in Wasser und in Säuren);
• seine elektrischen und thermischen Eigenschaften.

Mineralische Nomenklatur

Die moderne Nomenklatur ist notwendig , im Laufe des XIX - ten  Jahrhundert, in dem der Name stammt aus mehreren Gründen:

• eine charakteristische Eigenschaft (zB Magnetit );
• der Name des dominanten chemischen Elements (z. B. Calcit );
• der Name eines Gelehrten (Beispiel Dolomit , gewidmet Déodat de Dolomieu );
• seine Farbe (zB Azurit );
• ein Ort (zB Autunite wurde in der Nähe von Autun , Saône-et-Loire entdeckt ).

Heute gibt es ein internationales Gremium, das die Definition von Mineralarten standardisieren soll : die International Association of Mineralogy (IMA).

Prospektion

Mineralien werden wahrscheinlich in folgenden Quellen entdeckt:

• die Minen und Steinbrüche , die das bevorzugte Land für die Suche nach Mineralien sind;
• die Meteoriten , die jeden Tag zu Tausenden auf die Erde fallen;
• Im Labor und mithilfe von Computern finden Forscher theoretische Kombinationen von zusammengesetzten Mineralien , die derzeit den größten Teil der Entdeckungen ausmachen.

Die acht Elemente, die allein fast 90% der Textur der Erdkruste ausmachen, bilden zusammen Mineralien. Silikatmineralien und Kieselsäure überwiegen in den meisten gängigen Gesteinen mit Ausnahme von Kalkstein .

Die Härteskala

Die Mohs-Härteskala wurde 1812 vom deutschen Mineralogisten Friedrich Mohs erfunden , um die Härte von Mineralien zu messen. Nummer 1 ist am wenigsten hart und Nummer 10 am härtesten.

• 1. Talk
• 2. Gips
• 2.2. Der Nagel
• 3. Calcit
• 4. Fluorit
• 5. Apatit
• 6. Orthese
• 7. Quarz
• 8. Topas
• 9. Korund
• 10. Der Diamant

• Talc Kristalle

• Gips

• Calcit

• Fluorit

• Apatit

• Orthese

• Quarz

• Topas

• Rubin (Form von Korund )

• Diamant

Verwandte Wissenschaften

Mineralogie arbeitet mit anderen Wissenschaften zusammen:

• die Umfrage , die auf dem Boden Mineralien suchen soll;
• die Geochemie , die die chemischen Bestandteile der Erdkruste untersucht;
• die Lithologie , die die Gesteine ​​untersucht (welche Mineralien sind die Bestandteile);
• die Geologie , die die Ablagerungsmodi und Mineralbildungsbedingungen untersuchen soll;
• die beschreibende Mineralogie , die das Mineral selbst studiert;
  • der Mikromount , der Teil der deskriptiven Mineralogie ist und daher die Mineralien der Millimetergröße untersucht;
• die Kristallographie , die die Struktur der Kristalle untersucht;
• die instrumentellen Techniken der Chemie , um die chemische Formel eines Minerals zu bestimmen;
• die instrumentellen Techniken der Physik zur Untersuchung einer Reihe von mineralischen Eigenschaften mit:
  • die Röntgenbeugung zur Bestimmung der Anordnung der Mineralatome, d. h. des Netzes , des Musters und des Kristallgitters ,
  • die Polarisationslichtmikroskopie zur Bestimmung der genauen Natur des Erzes,
  • die Richtungsfindung, um die Winkel zwischen ihnen die verschiedenen Flächen des Kristalls zu messen und seine Identifizierung zu ermöglichen,
  • die Messung elektrischer, magnetischer, optischer und fluoreszierender Eigenschaften , um die Differenzierung von Erzen weiter voranzutreiben;
• die Materialwissenschaft , die Struktur und Eigenschaften von Verbindungen von technologischem Interesse untersucht, bei denen es sich häufig um Mineralphasen handelt;
• der Computer , der Programme erstellt, die das Studium und die Entwicklung theoretischer Kombinationen neuer Mineralien erleichtern.

Beispiele für Mineralien

Hier ist eine nicht erschöpfende Liste gängiger Mineralien:

• Sulfide
  • Arsenopyrit  : FeAsS
  • Bornit ( Erubeszit ) Cu 5 FeS 4
  • Chalkopyrit  : CuFeS 2
  • Chalkocit  : Cu 2 S.
  • Zinnober  : HgS
  • Enargit Cu 3 AsS 4
  • Galena  : PbS
  • Molybdänit  : MoS 2
  • Orpiment  : Wie 2 S 3
  • Pyrit  : FeS 2
  • Pyrrhotit  : FeS
  • Realgar  : AsS
  • Sphalerit  : ZnS
  • Stibnit  : Sb 2 S 3
• Oxide und Hydroxide
  • Korund  : Al 2 O 3
  • Hämatit  : Fe 2 O 3
  • Ilmenit  : FeTiO 3
  • Magnetit  : Fe 3 O 4
  • Pleonast  : MgAl 2 O 4
  • Rutil  : TiO 2
  • Spinell  : MgAl 2 O 4

Oxide der Form XY 2 O 4werden unter dem Namen "Spinelle" zusammengefasst, wobei X oft (aber nicht immer) ein 2+ -Metall und Y ein 3+ -Metall ist (z. B. Hämatit, Pleonast). Ein Gegenbeispiel ist Ulvöspinelle , TiFe 2 O 4 : hier hat Titan 4+ Oxidationszahl, 2+ Eisen .

• Halogenide
  • Fluorit  : CaF 2
  • Halit  : NaCl
• Carbonate
  • Aragonit  : CaCO 3( orthorhombisch )
  • Calcit  : CaCO 3( trigonal-rhomboedrisch )
  • Dolomit  : CaMg (CO 3 ) 2
  • Magnesit  : MgCO 3
  • Rhodochrosit  : MnCO 3
  • Siderose  : FeCO 3
• Sulfate
  • Anhydrit  : CaSO 4
  • Baryt  : BaSO 4
  • Gips  : CaSO 42H 2 O.
• Silikate
  • Nesosilikate
    • Andalusit  : Al 2 SiO 5 (orthorhombisch)
    • Fayalit  : Fe 2 SiO 4
    • Forsterit  : Mg 2 SiO 4
    • Kyanit  : Al 2 SiO 5( triklin )
    • Sillimanit  : Al 2 SiO 5 (orthorhombisch)
  • Inosilikate
    • Aegirin : NaFe 3 + Si 2 O 6
    • Diopsid  : CaMgSi 2 O 6
    • Enstatit  : Mg 2 Si 2 O 6
    • Hedenbergit  : CaFeSi 2 O 6
    • Spodumen  : LiAlSi 2 O 6
    • Tremolit  : Ca 2 Mg 5 Si 8 O 2 (OH) 2
  • Schichtsilikate
    • Chrysotil  : Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
    • Kaolinit  : Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
    • Muskovit  : KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2
    • Phlogopit  : KMg 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2
    • Pyrophyllit  : Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2
    • Talkum  : Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2
  • Tektosilikate
    • Albit  : NaAlSi 3 O 8
    • Anorthit  : CaAl 2 Si 2 O 8
    • Mikroklin  : KAlSi 3 O 8 (triklin)
    • Orthese (Orthoklas): KAlSi 3 O 8( monoklin )
    • Quarz  : SiO 2( trigonal bei niedriger Temperatur; hexagonal bei hoher Temperatur)
    • Sodalith  : chloriertes Natriumaluminosilicat ( kubisch )

Literaturverzeichnis

• Ronald L. Bonewitz, Margareth Carruthers, Richard Efthim, Gesteine ​​und Mineralien der Welt , Delachaux und Niestlé, 2005, 360 Seiten (Übersetzung des angelsächsischen Werks, herausgegeben von Dorling Kindersley Limited, London, 2005). ( ISBN  2-603-01337-8 )
• François Farges , Entdeckung von Mineralien und Edelsteinen , Sammlung Amateur de nature unter der Leitung von Alain Foucault unter der Schirmherrschaft des Nationalen Naturkundemuseums , Ausgabe Dunod 2013, fertiggestellt 2015, 208 Seiten. ( ISBN  978-2-10-072277-8 ) .
• Rupert Hochleitner, 300 Gesteine ​​und Mineralien , Delachaux und Niestlé SA, Paris, 2010, französische Übersetzung und Adaption des Buches Welcher Stein ist das? Herausgegeben von Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co, 2010 in Stuttgart, Neuauflage 2014, 255 Seiten ( ISBN  978-2-603-01698-5 ) .
• Jannick Ingrin, Jean-Marc Montel, Mineralogie, Unterricht und Übungen , Dunod, 2014, 280 Seiten. ( ISBN  9782100711871 ) .
• Alfred Lacroix , Mineralogie Frankreichs und seiner früheren überseeischen Gebiete, physikalische und chemische Beschreibung von Mineralien, Untersuchung der geologischen Bedingungen und ihrer Lagerstätten , in 6 Bänden, Librairie du Muséum, Paris, 1977, Neuauflage der 1892 in Paris begonnenen Arbeiten und teilweise 1910 für den vierten Band abgeschlossen. ( ISBN  978-2-902-433-01-8 ) .
• Annibale Montana, R., Crespi, G. Liborio, Mineralien und Gesteine , Fernand Nathan-Ausgaben, Paris, 1981, 608 Seiten.
• Henri-Jean Schubnel, mit Jean-François Pollin, Jacques Skrok, Larousse des Minéraux unter der Koordination von Gérard Germain, Librairie Larousse, Paris, 1981, 364  S. ( ISBN  2-03-518201-8 ) .

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel

• Allogen
• Allotropie
• Internationale Vereinigung für Mineralogie
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• Topotaktische Transformation
• Internationale Union für Kristallographie
• Vulkanglas
• Xenomorph (Mineralogie)

Externe Links

• Französische Gesellschaft für Mineralogie und Kristallographie
• Französische Vereinigung für Mikromineralogie
• Virtuelle Mineralogie-Galerie des Nationalen Naturkundemuseums
• Der Beruf des Professors für Mineralogie, François Farges
• Was ist ein Mineral? von François Farges
• Video cultureGnum (Canal-U), Einführung in die Mineralogie, von S. Eddé.
• (de) MinDat Minerals Database
• (de) WebMineral Minerals Database
• (in) virtuelles Mikroskop an der University of North Carolina

Referenzen und Hinweise

1. Der natürliche Körper oder sein künstliches Äquivalent durch chemische Kunst kann durch mineralische oder anorganische Chemie untersucht werden , ausnahmsweise durch organische Chemie für Kohlenwasserstoffe und die unzähligen fossilen Kohlenstoffverbindungen. Wir müssen auch Geodiversität nehmen. Lesen Sie den Absatz "Was ist ein Mineral?" in dem kleinen Buch von François Farges, Opus zitiert.