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2. La litosfera dal greco: lithos: pietra + sfera,"sfera di pietra". 3. Lalitosfera , con uno spessore medio di circa 100 Km, un guscio solido esterno, molto sottile in rapporto alle dimensioni della Terra La litosfera composta da crosta e mantello litosferico ,separati dalladiscontinuit diMohorovicic La crosta si divide in: crosta continentale(spessa 30-60 Km, meno densa: 2,7 g/cm 3 ) Crosta oceanica(8-10 Km, pi densa: 3,0 g/cm 3 ) 4. 2,1 Mg magnesio 2,6 K potassio 2,8 Na sodio 3,6 Ca calcio 5,0 Fe ferro 8,1 Al alluminio 27,7 Si silicio 46,6 O ossigeno PERCENTUALEAPPROSSIMATIVA IN MASSA ELEMENTO Elementi pi abbondantinella crosta terrestrre 5. La litosfera studiata dallaGEOLOGIA PETROGRAFIA( studio delle rocce) Che comprende MINERALOGIA(studio dei minerali) 6.
Lo studio dei minerali Cristallografia si occupa- delle propriet ottiche- e geometriche dei cristalli.
7. Un minerale :
8. Definiamo meglio
9. minerale
NaCl solide che si formano attraversoprocessi inorganici .
- da unacomposizione chimica caratteristica(che pu essere variabile solo entro certi limiti)- e, soprattutto, dal fatto di possedere un'impalcatura di atomi ( reticolo cristallino ) che rimane fissa per ciascun minerale. il carbone, il petrolio e il gas naturale.L unica eccezione alla regola che un minerale deve essere solido rappresentato dalmercurio nativo , che liquido. 10. Naturale
Qualunque cristallo ottenuto dall'uomo per evaporazione delle acque, o per sublimazione di un vapore, o per solidificazione da materia fusanon un minerale ma un artefatto. 11. solido
SiO 2 12. Solidi amorfi o falsi solidi Non presentano un punto di fusione,allaumentare della temperatura diminuisce la viscosit OpaleSiO 2+ H 2 O 13. Formatosinaturalmentein seguito aprocessi inorganici.
14. omogeneo
15. Composizione chimica ben definita
16. Solidi cristallini Presentano una temperatura di fusione con sosta termica 17. cristallo
Poliedro = forma geometrica delimitata da superfici piane a contatto tra loro mediante spigoli e vertici Esempio:calcite 18. Forme e abito cristallino
19. Abito cristallino
20. 21. Abito cubico Abito ottaedrico Abito tetraedrico Abito prismatico 22. cristallo completamente delimitato da facce cristalline la cui crescita non stata disturbata da cristalli o granuli adiacenti. cristallo in parte delimitato da facce cristalline e in parte da superfici di contatto con altri cristalli gi esistenti cristallo privo di facce cristalline 23. Leggi cristallografiche
24. Legge di Stenoneo Legge della costanza degli angoli diedri .
Questa scoperta stata riconosciutavalida per i cristalli di qualsiasi sostanzaed diventatala prima legge della cristallografiaFu enunciata nellopera "De solido" edita nel 1669 a Firenze, citt dove Stenone scopr la sua passione per i minerali. 25.
prima legge della cristallografia Legge di Stenoneo Legge della costanza degli angoli diedri 26. prima legge della cristallografia Legge di Stenoneo Legge della costanza degli angoli diedri 27. Legge della razionalit degli indici
Scelti tre assi di riferimento(assi cristallografici)paralleli a tre spigoli esistenti o possibili nel cristallo e scelta una faccia che tagli i tre assi ( faccia fondamentale ) secondo segmenti in rapporto a:b:c (rapporto parametrico fondamentale), ogni altra faccia taglier sugli assi segmenti secondo un rapporto a 1 :b 1 :c 1tale che a/a 1 :b/b 1 :c/c 1 =h:k:l, con h, k, l numeri interi e piccoli 28. Diffrazione ai raggi x
29. 1848 A. Bravais
30.
Cella elementare nodo La disposizione regolare delle particelle nelle tre dimensioni dello spazio determinail reticolo cristallinotipico di ogni specie mineralogica.Cella elementare : la pi piccola unit di una strutturache ripetuta allinfinito genera lintera struttura 31. Un cristallo composto da unit base semplici dettecelle elementari che ripetute nello spazio formano linteroreticolo cristallino . cella elementare :il pi piccolo gruppo di atomi costituenti il cristallo, disposti ordinatamente. 32. Cella elementare : la pi piccola unit della struttura che se ripetutanelle tre dimensioni former lintera struttura 33. verso la met dell800 A. Bravais dimostr che sono possibili solo 14 reticolispazialidiversi, raggruppati in 3 gruppi e 7 sistemi cristallinia seconda della simmetria della cella elementare. 34. Per classificare i cristalli in base alla loro forma geometrica si fa riferimento aglielementi di simmetria (piano, asse, centro)che definiscono il grado di simmetria. I cristalli di una stessa specie hanno sempre lo stesso grado di simmetria. Gli elementi morfologici di un cristallo sono 3: Facce Spigoli - Vertici e sono legati dalla nota relazione di Eulero: Facce + Vertici = Spigoli + 2 35. elementi di simmetria
Centro di simmetria : ad ogni faccia del cristallo corrisponde una faccia parallela invertita con una rotazione di 180 intorno a questo centro. 36. 37. Elementi di simmetria Operazioni di simmetria 1 Assi di rotazione1 Rotazione attorno ad un asse2 Piani di riflessione2 Riflessione da parte di uno specchio3 Centro di simmetria3 Inversione intorno ad un puntocentrale4 Assi di rotoinversione4 Combinazione di Rotazione einversione 38. Asse di rotazione : linea immaginariaattorno al quale un motivo pu essere ruotato e ripetere se stesso in aspetto una o molte volte durante una rotazione completa. La simmetria di rotazione si esprime generalmente con un qualsiasi numero n da 1 a Se n=1 dopo 360 di rotazione tutti i punti di un oggetto o figura tornano a coincidere con se stessi una sola volta n= 36 (esempio) ogni 10 di rotazione delloggetto o figura in questione i punti di tale oggetto tornano a coincidere con se stessi n=un oggetto che possiede questo tipo di asse pu coincidere con se stesso per ogni valore dellangolo di rotazionepoich la rotazione richiesta infinitamente piccola ROTAZIONE 39. Per i cristalli i tipi di rotazione permessi sono i seguenti: =360ordine 11 =180ordine 22 =120 ordine 33 =90 ordine 44 =60ordine 66 Il numero di duplicazioni del motivo durante una rotazione di 360 da il nome (ordine) allasse di rotazione Non sono possibili assi di ordine 5, 7 o superiori 40. RIFLESSIONE (m) Una riflessione produce unimmagine speculare attraverso un piano di riflessionem. Il motivo generato ha orientazione opposta al motivo originale e si dice che i due formano unacoppia enantiomorfa Un Piano di simmetria quindi un piano immaginario che divide il cristallo in due met ciascuna delle quali limmagine speculare dellaltra INVERSIONE (i) Unoperazione di inversione produce un oggetto invertito tramite uncentro di simmetria o di inversione .Invertire significa tracciare linee immaginare da ogni punto delloggetto attraverso il centro di inversione e alla stessa distanza sul lato opposto del centro. Loggetto viene quindi ricreato collegando i punti. ROTAZIONE CON INVERSIONE Oltre alla simmetria generata dagli assi di rotazione vi sono rotazioni che possono essere combinate con linversionee sono chiamate operazioni dirotoinversione. 41. 3 gruppi, 7 sistemi, 32 classi
42.
43. GRUPPO SISTEMA ANGOLI ASSI TRIMETRICO TRICLINO: 90 a b c TRIMETRICOMONOCLINO: ==90 90a b c TRIMETRICOORTOROMBICO: ===90a b c DIMETRICO TETRAGONALE:===90 a = b c DIMETRICOTRIGONALE:===120 =90 a = b c DIMETRICOESAGONALE:===120 =90 a = b c MONOMETRICO MONOMETRICO:=== 90 a = b = c 44. 45.
Ai 3 gruppi corrispondono7 sistemi : Ciascun sistema suddiviso inclassi :monometrico (5 classi);trigonale (7), tetragonale (7) ed esagonale (5);rombico (3), monoclino (3) e triclino (2). 46. Gruppi e sistemi cristallini e caratteristiche di simmetria degli assi cristallografici e degli angoli. a = b = g = 90 a = g = 90 b 90 a b g 90 ortorombico monoclino triclino a b c TRIMETRICO a = b = 90 g = 120 a = b = g = 90 esagonaletrigonale o romboedrico tetragonale a = b c DIMETRICO a = b = g = 90 cubico a = b = c MONOMETRICO angoli sistemi assi gruppi 47. 48. 49. 50.
51. POLIMORFISMO
52. VICARIANZA
ISOMORFISMO:
albite
Esempi: OLIVINA(Mg,Fe)2SiO4PLAGIOCLASIalbite (NaAl)Si3O8 e anortiteCaAl2Si2O8 53. 4.3. Che minerale questo? Le propriet fisiche dei minerali sono lespressione delle relazioni esistenti trastruttura cristallinadel minerale e la sua composizione chimica. La combinazione di osservazioni dirette seguite dalla verifica di alcune propriet fisiche possono bastare a riconoscere e classificare un minerale 54. Peso Specifico Il peso specifico (G)relativo un numero che esprimeil rapporto tra il peso di una sostanza e il peso di un uguale volume di H 2 O a 4 C. PS=14-22 PS=2,6-2,9 PS=5,1 55. Peso specifico
56. isotropia e anisotropia
57. Le propriet fisiche e chimiche
58. Durezza Il mineralogista F.Mohs nel 1824 scelse una serie di 10 minerali ordinati per durezza crescente che costituiscono lascala di durezza di Mohs6. Ortoclasio 7. Quarzo8. Topazio 9. Corindone 10. Diamante 1. Talco 2. Gesso 3. Calcite 4. Fluorite 5. Apatite 59. Il Millenium Star venne scoperto in una cava nella Repubblica del Congo nel 1992.i suoi tagliatori ci misero pi di tre anni per riuscire a dare un taglio al diamante. Ora il Millenium Star pesa 203,04 carati! La sua forma a goccia ed perfettamente puro. 60.
salgemma mica Sfaldatura Il colpo di un martello o la pressione di un coltello permettono di separare delle lamine di sfaldatura da alcuni cristalli. Alcuni minerali possono sfaldarsi secondo direzioni diverse: ilsalgemmae la galena parallelamente alle facce del cubo.Altri minerali, come lamicao il gesso si sfaldano perfettamente in una direzione, mentre in un altra la sfaldatura imperfetta o di solito impossibile. 61. Frattura
La frattura pu servire come criterio di determinazione. 62. Al 2 O 3 SiO 2 Cu 2 [(OH) 2 CO 3 ] Al 2 Be 3 (Si 6 O 18 ) Al 2 Be 3 (Si 6 O 18 ) Al 2 Be 3 (Si 6 O 18 ) colore il colore una propriet diagnostica per alcuni minerali e valutabile immediatamente, tuttavia una delle proprietpi mutevoli e meno affidabili .Per colore di un minerale, si intende sempre il colore che si osserva in luce naturale ed determinato dal tipo di interazione tra luce e minerale che ne risulta colpito, in particolare funzione dell' assorbimento delle lunghezze d'onda che attraversano il cristallo. 63. Il colore pu dipendere da:
64. Colore
65. Bianco peranidriteinclusaViola per ferronel reticoloPunte nere perbitumeinclusoRosso perferro idratoincluso Nero permicanera inclusa Nero per mica nera inclusa Rosso per ferro idrato incluso Puntenere perb itume incluso Viola per ferro nel reticolo Bianco per anidrite inclusa Nero per mica nera inclusa Rosso per ferro idrato incluso Puntenere perb itume incluso Viola per ferro nel reticolo Bianco per anidrite inclusa 66. Quarzo Nero Provenienza : ArkansasClasse : OssidiSistema : trigonaleSfaldatura : assenteFrattura : concoideColore : incolore (allocromatico)Stria : biancaLucentezza : vitrea
un minerale duro, leggero, non fusibile, insolubile, ad eccezione dell'acido fluoridrico. Si forma in rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie, frequente anche nei filoni di minerali metallici. Molteplici sono i settori in cui trova utilizzo il Quarzo: domestico (detersivi e dentifrici), industriale (vetrerie), gemmologico per gli esemplari pi pregiati, e anche tecnologico (oscillatori, generatori di ultrasuoni). minerali concristalli ben visibili:quarzo puro evariet colorate a causa di impurit.minerali formati da aggregati dicristalli microscopici:calcedonio(che a sua volta comprendecorniola, agata e onice), diaspro, e selce. Forma prismi esagonali,con estremit piramidali. 67.
Lucentezza La lucentezza dipende dal modo con cui laluce riflessa o rifratta , cos come dallaqualit della superficie del cristallo . Si distinguono i minerali conlucentezzametallica che hanno un forte potere rilfettente es:Pirite 68. Trasparenza
birifrangenza 69.
CaF 2
Luminescenza : 70.
71.
Propriet magnetiche diamagneticise, immersi in un campo magnetico, sono debolmente respinti,paramagneticise sono debolmente attrattiferromagneticise risultano fortemente attratti.Fra questi vi la magnetite che diventa essa stessa una calamita.Fe 2 O 3 72. Classificazione dei minerali
Rame Cu 2. SOLFURI : piriteFeS 2 3. ALOIDI : salgemmaNaCl 4. OSSIDI : quarzoSiO 2 , ematiteFe 2 O 3 5. CARBONATI : calciteCaCO 3, dolomiteCa, Mg (CO 3 ) 2 6. SOLFATI : gessoCaSO 42 H 2 O 7. FOSFATI, ARSENIATI, VANADIATI : apatite 8. SILICATI : sono costituiti da silicio, ossigeno e metalli e sono caratterizzati dalla presenza di tetraedri ("piramidi" a base triangolare con quattro facce eguali tra loro) corrispondenti al gruppo(SiO 4 ) 4- . 9. SOSTANZE ORGANICHE: ambra 73. I silicati
Lo ione caratteristico di questi minerali lo ione silicato, SiO 4 4 .Questo ione ha forma tetraedrica, con lo ione silicio al centro e quattro ioni ossigeno ai vertici.Il silicio forma quattro legami covalenti con l'ossigeno e raggiunge cos la sua stabilit elettronica.Ogni atomo di ossigeno deve acquistare un altro elettrone per completare il suo livello energetico esterno. 74.
con inserimento di ioni metallici positiviper condivisione diO con tetraedri viciniI diversi silicati differiscono per il modo con cui neutralizzano le cariche negative dello ione silicato . 75. Nesosilicatidal greco nesos = isola (SiO 4 ) 4-tetraedri isolati uniti solo da cationi 76. Nesosilicati
ZirconeZrSiO4,Granati ,Topazio 77. Sorosilicatio 'Silicati con coppie isolate di tetraedri' Epidoto 78. Ciclosilicati'Silicati con anelli isolati di tetraedri'
79. Inosilicatio 'Silicati con tetraedri riuniti in catene isolate' Catene semplici Catene doppie 80. Inosilicati_1:Silicati a 'catena semplice'
81. Inosilicati_2:Silicati a 'catena doppia', doppie catene isolate
82. Fillosilicatio Silicati a 'foglie' con fogli isolati 83. Muscovite,biotite,serpentino,talco 84. tetraedrilegati per i 4 vertici ,disposti in reticolo tridimensionale Tectosilicati: quarzo ortoclasio 85.
quarzoametista Tectosilicati:
86. Minerali sialici
Minerali femici 87. Genesi dei minerali Ogni fase cristallina pu formarsi da una fase gassosa, liquida o solida, ma anche per reazione di pi fasi solide, da reazione tra solido e liquido. La formazione di una nuova fase in genere condizionata da una variazione nellambiente chimico-fisico (variazione T, variazione P, variazione Ph, variazione potenziale di ossidazione)Formazione da fase gassosa:genesi pneumatolitica Formazione da fase liquida:genesi magmatica, idrotermale,sedimentaria Formazione da fase solida:genesi metamorfica
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