Jeolojide Mineraller Nelerdir

AŞINMA

Mineraller, iklim koşullarının etkisiyle yeryüzünde de değişim geçirebilirler Bazı mineraller, örneğin kuvars (SiO2) aşınmaya karşı daha dayanıklıdır Öte yanda, örneğin feldspatlar kolaylıkla aşınarak çeşitli kil minerallerine dönüşürler Sürüklenerek başka yerlerde tortular oluşturan bu kil parçacıkları biraraya geldiğinde sertleşerek katmerli kayalara, basınç yüksek olduğunda da arduvazla (siyah mermer) şistlere dönüşürler

KİMYASAL ÇÖKELME

Bazı yörelerde, yer altı sularına karışmış olan maddelerin yoğunluğu artıp, suyun doyma noktası aşıldığında, birtakım mineraller çökelir Örneğin, kireçtaşı tabakalarının arasından sızan suların yeryüzüne ulaşıp buharlaşmasıyla oluşan çökelme sonucu, mağaralarda sarkıt ve dikitler açık havada traverten katmanları ortaya çıkar Deniz suyunun buharlaşması sonucunda, tuz oranı gittikçe artan mineral çökeltilerinin önemi daha büyüktür Bu tür bir buharlaşma sonucunda mineraller belli bir sırayla çökelerek ‘evaporit’ adı verilen tortuları oluştururlar İlk önce kalsiyum ve magnezyum karbonatları olan kalsit, aragonit ve dolomit çökelir Bunları suyun üçte biri buharlaştığında sülfatlar (alçıtaşı ve anhidrit) izler Su buharlaşmayı sürdürerek ilk hacminin 1/10’una düştüğünde, kayatuzu (halit) çökelir Hacim 1/16’ya düşünce de silvit, kainit ve karnalit gibi önemli potasyum tuzları yoğunlaşır Son olarak da magnezyumklorid (bisçofit) çökelir

Altın, gümüş ve bakır gibi metaller doğada hemen hemen arı halde bulunurlar Bu kural, metaller dışında, bazı başka elementler için de geçerlidir Örneğin karbona, elmas ve grafit biçiminde rastlanır; özellikle volkanik bölgelerde sarı kükürt yatakları görülür Ancak, iki ya da daha çok elementten oluştuklarından minerallerin yapısı çoğu zaman daha karmaşıktır Mineraller genellikle basit bir oranda element içerirler Örneğin SiO2 (bir silikon, iki oksijen atomu), Al2O3 (iki alüminyum, üç oksijen atomu), FeO,CaAl2Si2O8 vb Başka kimyasal bileşiklerde görülen bileşim oranları, minerallerde de her zaman kusursuz olmaz Örneğin, kuramsal formülü TiO2 olan ve bir titanyum, iki oksijen atomundan oluşması beklenen rutil mineralinin duyarlı bir kimyasal analizi yapıldığında, gerçek formülün TiO199 olduğu ortaya çıkar Yani, ortalama 0,01 oranında oksijen atomu eksiktir Bu olgu mineralin iç yapısı (kristal kafesi) kusursuz olmadığından karşımıza çıkmaktadır Kristalin gelişmesi sırasında ya da daha sonra etkili olan bazı süreçler ve düzensizlikler bu tür sapmaların başlıca nedenleridir Kristal kafesinde atom bulunması gereken yerler boş kalabildiği gibi (TiO1,99), iri iyonlu kristal kafeslerindeki atomların arasındaki boşluğa da, mineralin wwwfrmsinsinet/ kimyasal formülüne göre orada bulunması gereken küçük iyonlar girebilir Örneğin, kuramsal formülü Be3Al2Si6O18 olan beril kristal kafesinde sodyum (Na) atomları görülür Bu nedenle, söz konusu mineralin gerçek formülü Be3Al2Si6O18Na0,01 biçimindedir Kuramsal formülden sapmalar, izomorf dizilerde daha da önem kazanır Örneğin, (MgFe) 2SiO4 formülüyle ifade edilen olivinlerde, forsterit (Mg2SiO4) ve fayalit (Fe2SİO4) uç birimlerinin arasında tam bir dizi vardır İkiden fazla uç birimi olan izomorf dizilerede rastlanır Plagioclase adını alan albit (NaAlSi3O8) ve anortit (CaAl2Si2O8) minerallerini arasında oluşan izomorf dizileri içeren feldspatlar, bu olgunun en iyi örnekleridir Albit, üçüncü bir uç birim olan sanidin (Ka1Si3O8) ile birleşerek, karışık kristaller (Alkali feldspatlar) oluşturabilir Alkali feldspatlarla plagioclase mineraller süreksiz izomorf diziler oluşturabildikleri gibi, selsian (BaAl2Si2O8) ile birleşerek yine bir izomorf dizi oluşturabilirler

KİMYASAL FORMÜLLER

Bir mineralin kimyasal formülünden hem bileşimi, hem de yapısı anlaşılabilir

Örneğin saf kükürt , basit kükürt kristalinde 8 atomun birbirine bağlı olduğunu anlatmak amacıyla S8 formülüyle gösterilir Özellikle silikatlarda, SİO4 ve Si2O7 gibi bazı yapılar çok sık görülür Örneğin, epidot minerallerinin basit kimyasal formüllünde

(Ca2(A1,Fe)3 Si3 O12) bu yapıları görmek imkansızdır Ca2 (A1, Fe) A12(SiO4/O/OH)

biçimindeki yapısal formüle bakıldığındaysa Ca2+ ve A13+ iyonlarının en önemli katyonlar oldukları açıkça görülür ( 2+ ve 3+ ,kalsiyum ve alüminyum iyonlarının, sırasıyla 2 ve 3 değerlerinde pozitif yük taşıdıklarını vurgulamaktadır) Formülden ayrıca Al(+3) iyonlarının en fazla üçte birinin yerine Fe(+3) gelebileceği, silikonun (Si) hem Si2O7(-6), hem de SiO4(-4) gruplarında bağ oluşturduğu, oksijen atomlarının tümünün silikonla birleşmediği ve bir de hidroksil grubunun (OH) var olduğu anlaşılabilir Mineraller, yapısal formüllerine göre sistemli bir biçimde sınıflandırılabilirler Günümüzde, James Dwight Dana’nın (1813-95) 19 yy’de geliştirdiği sisteme dayanan bir sınıflandırma uygulanmaktadır Bu sisteme göre temel ayrım silikat olmayan minerallerle silikatlar arasındadır İlk grup kendi içinde elementlere, sülfitlere, halitlere, oksitlere, karbonatlara, sülfatlara ve fosfatlara ayrılır İkinci grup da siklo-, ıno-, fillo- ve tektosilikatlar vardır

SİLİKAT OLMAYAN MİNERALLER

Elementlerden bakır (Cu), gümüş (Ag), altın (Au) ve platin (Pt) metalleri, arsenik (As), antimon (Sb) ve bizmut (Bi) metaloidleri, metal olmayan elementlerden de kükürt (S) ve karbon (C), doğada çoğu zaman arı halde bulunur Oldukça geniş bir grup olan sülfitler genellikle galenler, pritler, blentler ve fahlorlar alt gruplarına ayrılır Metal parlaklığı ve kurşuni rengi olan, genellikle kusursuz dilinim özelliği taşıyan galen grubuna örnek olarak, bakır galeni (kalkosit, Cu2S) ve kurşun galeni (PbS) gösterilebilirMetal görünümü ve yansıtma özelliği olan sert piritlerin dilinimi yokturPirit(FeS2) ve arsenopirit(FeAsS) bu grubun başlıca örnekleridirÇinko blendi(ZnS) ve sürür(HgS) gibi örnekleri olan blenler grubunun özellikleriyle dilinim, ışık geçirebilme ve yumuşaklıktır Tetrahetrit(Cu3SbS3-4) mineralinin temsil edebileceği fahlorlar metal parlaklığına ve konkoid(SEDEF eğrisi)parçalanma özelliğine sahiptirSuda çok kolay eriyebilen halitlerin katı halde mineral oluşturdukları pek az görülür Yine de, kayatuzu (halit,NaCl), silvit (KCl) ve florspar (florit, CaF2) bu türün yaygın örnekleridir Oksit grubuna gerçek oksitler (örneğin kuvars SiO2, ve kırmızı demir filizi hematit Fe2O3), çift oksitler (örneğin magnetit, FeO-Fe2O3) ve hidroksitler (hidrargilit, Al (OH)3) girer Karbonatlar (örneğin kalsit CaCO3; magnesit, MgCO3), nitratlar (örneğin Şili güherçilesi, NaNO3) ve boratlar (örneğin boraks, Na2B4O7 IOH2O) karbonat grubuna girer Sülfat grubunda da sülfatlar (örneğin, alçıtaşı, CaSO4 2H2O), kromatlar (örneğin, crocoite, PbCrO4) tungstatlar (örneğin,volframit (Fe, Mn)WO4) ve molibdatlar (örneğin, vulfenit, PbMoO4) vardır Fosfat grubunda ksenotim (YPO4) örneğinde olduğu gibi, zaman zaman ender elementleri de içeren fosfatların yanı sıra arsenatlar (örneğin mimetit, Pb5Cl(AsO4)3) ve vanadatlar (örneğin vanadinit, Pb5Cl(VO4)3)’da bulunur

SİLİKATLAR

Yerkabuğunun büyük bölümünü oluşturan silikatlar (hacim bakımından %86), Sio4(+4) tetrahedronunun (tedrahedron eş kenarlı, eş açılı ve dört üçgen yüzlü bir piramittir) polimerleşme (zincir oluşturma) eğilimi sonucunda ortaya çıkmıştır SiO4(+4) grubundaki 4 oksijen atomu, silikon atomunun çevresinde, bir tetrahedron oluşturacak biçimde dizilmiştir Orto ve nezosilikatların yapısındaki basit SiO4 tetrahedronlarında, oksijen atomlarının tümü her zaman silikon atomuna bağlı değildir (Mg, Fe)2SiO4 formülüyle gösterilen olivinlerin izomorf dizileri, ilk gruba girer Değerli bir taş olan topaz (AlSiO4(F,OH)2 ise, ikinci gruptandır Sorosilikatların karakteristik özelliği, iki wwwfrmsinsinet/ SiO4 tetrahedronunun birleşerek Si2O7- grupları oluşturmasıdır Bu durumda, oksijen atomlarının tümü silikon atomlarına bağlanabilirler (örneğin gehlenit, CaAl(Si, Al)2O7Ca(Al, Fe)Al2(Si2O7/SiO4/O/OH) genel formülüyle ifade edilen epidot grubunun çeşitli üyeleri de, nezosilikatlara geçişi sağlar Siklosilikatlar, üç, dört, ya da altı SiO4-tetrahedronundan oluşmuş halkalar içerir Örneğin beril, Na(Mg, Fe, Mn, Li, Al)3Al6(Si6O18/(BO3)/OH, F)4, bu gruptandır Lifli ve dilinimli prizmalar oluşturan inosilikatların yapısında, SiO4-tetrahedronun zincirleri vardır İki tetrahedronluk birimlerden oluşan proksen zincirleri, üç, beş, ya da yedi tetrahedronluk birimlerden oluşan proksenoid zincirleri ve Si4O11-gruplarından oluşan çift zincirli amfiboller, ayrı kategorilerdedir Sırasıyla hypersthene, MgFe(Si2O6), wollastonite, CaSiO3 ve gılokofan, Na2(Mg, Fe)3Al2(Si8O22/(OH)2), yukarıdaki grupların örnekleridir