Bài giảng Địa chất cơ sở (Physical geology)

CHƯƠNG 2

KHOꢀNG VꢁT

2.1. Khꢀi niꢁm chung

• Vꢂt chꢃt

• Nguyên tꢄ

• Cꢀc lꢅc liên kꢆt nguyên tꢄ

2.2. Khoꢀng vꢂt

• Tꢇnh chꢃt vꢂt lꢈ cꢉa khoꢀng vꢂt

• Sꢅ hꢊnh thꢋnh khoꢀng vꢂt

• Cꢀc nhꢌm khoꢀng vꢂt

• Đꢀ – tꢂp hꢍp cꢀc khoꢀng vꢂt

2.1. Basic states of matter

 Matter is the Stuff Around You

 Matter is everything around you. Matter is

anything made of atoms and molecules. Matter

is anything that has a mass. Matter is also

related to light and electromagnetic radiation.

 As of 1995, scientists have identified five states

of matter.

 Solids, liquids, gases, plasmas, and a new one

called Bose-Einstein condensates. The first four

have been around a long time. The scientists

who worked with the Bose-Einstein condensate

received a Nobel Prize for their work in 1995.

2.2. Khoáng vật

Khoaùng vaät laø saûn phaåm voâ cô ñoàng nhaát, xuaát hieän

trong töï nhieân, coù thaønh phaàn hoùa hoïc, tính chaát vaät lyù

nhaát ñònh vaø kieán truùc tinh theå phaân bieät roõ raøng.

Hꢎng ngꢍc (ruby) nhân tꢏo, kim cương công nghiꢁp

v.v.. không được coi lꢋ khoꢀng vꢂt.

- 2500 khoꢀng vꢂt (gꢐn 50 khoꢀng vꢂt phô

gia vꢋo quꢀ trꢊnh tꢏo đa

̉ biꢆn tham

́)

- hôïp chaát hoùa hoïc, moät soá ít khoaùng vaät laø caùc nguyeân toá töï

nhieân.

Trong töï nhieân khoaùng vaät toàn taïi chuû yeáu ôû theå raén, moät soá

ít ôû theå loûng nhö Hg, hoaëc H2S vaø CO2 ôû theå khí.

Thaønh phaàn khoaùng vaät ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc hoùa

hoïc cuûa noù, nhö halite (NaCl), thaïch anh (SiO2), vaø olivine

(Mg, Fe)2[SiO4] (ion aâm ñöôïc ñaët trong daáu ngoaëc vuoâng

ñeå phaân bieät vôùi ion döông).

Hình thái, cấu trúc

+ Daïng keát tinh chuû yeáu cuûa khoaùng vaät ôû theå raén, trong

ñoù caùc ion hoaëc nguyeân töû, phaân töû caáu taïo neân khoaùng

vaät saép xeáp theo qui luaät tuaàn hoaøn trong khoâng gian ➔

hình daïng tinh theå beân ngoaøi hoaøn toaøn phuø hôïp vôùi kieán

truùc beân trong cuûa khoaùng vaät.

+ Khoaùng vaät ôû traïng thaùi voâ ñònh hình hay voâ tinh: khi

caùc ion nguyeân töû trong khoaùng vaät saép xeáp khoâng theo

moät traät töï naøo heát

Caùc tinh theå phaùt trieån caûn trôû nhau ➔ maát ñi daïng tinh

theå hay chæ phaùt trieån thaønh vaøi maët tinh theå phaúng

+ Khoaùng vaät daïng keo: ôû traïng thaùi keo hoaëc töø chaát keo keát

tinh laïi, haït keo coù kích thöôùc töø 1- 100mµ hoøa tan trong

nöôùc, do ngöng tuï caùc chaát keo, hoaëc do söï khoâ caïn, ngöng

keát vaø taêng nhieät ñoä, caùc hoaït ñoäng cuûa sinh vaät. . .

Dạng tinh thể

Tinh thꢑ lꢋ vꢂt thꢑ do cꢀc phân tꢄ như ion, nguyên tꢄ, phân

tꢄ phân bꢒ mꢓt cꢀch cꢌ qui luꢂt tuꢐn hoꢋn trong không gian

tꢏo nên

Tinh theå KV ñöôïc caáu taïo bôûi caùc ña dieän nhaát ñònh, goàm:

- Maët tinh theå (maët giôùi haïn tinh theå),

- Caïnh (giao tuyeán cuûa hai maët) vaø

- Đænh tinh theå (giao ñieåm cuûa caùc caïnh).

Ñaëc ñieåm noåi baät cuûa tính theå laø tính ñoái xöùng = söï caân ñoái

giöõa caùc maët, caùc caïnh vaø caùc ñænh.

Kíeân truùc KV phuï thuoäc: thaønh phaàn hoùa hoïc, tính chaát caùc

ion, nguyeân töû, phaân töû vaø moái lieân keát hoùa hoïc cuûa chuùng.

Nhieät ñoä vaø aùp suaát thay ñoåi ➔ kíeân truùc coù theå thay ñoåi ➔

tính chaát vaät lyù cuûa khoaùng vaät cuõng thay ñoåi theo, maëc duø

thaønh phaàn hoaù hoïc khoâng ñoåi.

Than chì (C) vaø kim cöông (C)

Tính chaát Kim cöông

Tinh heä Laäp phöông

Than chì

Luïc phöông

Maøu

Khoâng maøu hoaëc coù maøu Ñen

Ñoä trong suoát Trong suoát

Khoâng trong suoát

Ñoä cöùng

Tyû troïng

10

1

3,5 – 3,55

2.09 – 2.23

1

8

Tinh heä 3 xieân

1 xieân

Thoi 3 phöông 4 phöông 6 phöông

Laäp

phöông

Thꢑ

nguyên

thꢉy

Caùc tinh heä cô baûn cuûa tinh theå

Heä laäp phöông: tinh theå laø khoái laäp phöông coù 6 maët vuoâng.

Heä 6 phöông: tinh theå laø laêng truï thaúng, 2 ñaùy hình luïc giaùc, 4 maët beân hình chöõ nhaät.

Heä 4 phöông: tinh theå laø laêng truï thaúng, hai ñaùy hình vuoâng, 6 maët beân hình chöõ nhaät.

Heä 3 phöông: tinh theå laø laêng truï thaúng, taát caû caùc maët ñeàu laø nhöõng hình thoi = nhau.

Heä thoi: tinh theå laø laêng truï thaúng, 2 ñaùy laø hình thoi, 4 maët beân laø hình chöõ nhaät.

Heä 1 xieân: tinh theå laø laêng truï nghieâng, 2 ñaùy laø hình thoi, 4 maët beân laø hình bình haønh.

Heä 3 xieân: tinh theå laø laêng truï nghieâng, ñaùy vaø caùc maët beân laø hình bình haønh (caùc goùc khoâng

baèng nhau).

Thạch cao

Topaz

Pyrite

Garnet

Trong töï nhieân, khoaùng vaät thöôøng xuaát hieän ôû daïng ñaùm tinh

theå rieâng leû tuï taäp vôùi nhau = taäp hoïp tinh theå. Moät taäp hoïp coù

theå chæ goàm moät loaïi khoaùng vaät (ñôn khoaùng) hay taäp hoïp moät

soá khoaùng vaät khaùc nhau (ña khoaùng).

Pyrolusite

Muscovite

Thạch anh

Nꢔt đꢕc trưng cꢉa tinh thꢑ lꢋ cꢌ cꢃu trꢖc mꢏng, do cꢀc

hꢏt vꢂt chꢃt sꢗp xꢆp cꢌ qui luꢂt trong không gian theo

cꢀc nꢖt mꢏng đꢑ tꢏo thꢋnh ô mꢏng trong không gian.

Mꢘi tinh thꢑ cꢌ mꢓt ô mꢏng riêng.

Dꢏng lꢂp phương cꢉa tinh thꢑ muꢒi lꢋ kꢆt quả cꢉa

sꢅ sꢗp xꢆp đều đꢕn cꢉa cꢀc ion Na vꢋ Cl cꢃu tꢏo

nên tinh thꢑ

Các yếu tố đối xứng của tinh thể

Điꢑm, mꢓt mꢕt phẳng hay mꢓt đường thẳng mꢋ qua

nꢌ (đꢒi với điꢑm hoꢕc mꢕt) hoꢕc quanh nꢌ (đꢒi với

đường) cꢀc phꢐn tꢄ bằng nhau lꢕp lꢏi theo mꢓt quy

luꢂt.

+ Tâm đꢒi xứng, kꢈ hiꢁu C, lꢋ mꢓt điꢑm mꢋ mꢓt đường

thẳng bꢃt kỳ qua nꢌ bao giờ cũng cꢗt hꢊnh ở hai điꢑm

cꢀch đều ở hai bên nꢌ.

+ Mꢕt đꢒi xứng P chia hꢊnh lꢋm 2 phꢐn bằng nhau vꢋ

mꢘi phꢐn như ảnh cꢉa phꢐn kia qua mꢕt gương P

Tính chất vật lý của KV

Goàm: maøu, daïng tinh theå, caùt khai, aùnh, veát vaïch, ñoä

cöùng vaø moät soá tính chaát khaùc.

Mꢋu

Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa khoaùng vaät coù chöùa caùc

nguyeân toá mang maøu.

Maøu cuûa khoaùng vaät tuyø thuoäc vaøo söï saép xeáp cuûa

caùc nguyeân töû nhaát ñònh,

Khoaùng vaät bò nhieãm baån bôûi caùc taïp chaát nhoû li ti

mang maøu phaân taùn ñeàu

Tꢇnh cꢀt khai lꢋ sư

theo 1 mꢕt tinh thê

̣

vơ

nꢋo đꢃy

̃ tꢀch

̉

khi bꢙ ngoꢏi lꢅc tꢀc dꢚng.

Mꢕt bꢌng nhꢛn lꢋ mꢕt cꢗt

khai, thường lꢋ song song

Moái quan heä giöõa kieán truùc vaø caùt

khai cuûa tinh theå Halite (NaCl)

với mꢓt mꢕt tinh thể.

Caùt khai

cuûa calcite

khi bò ñaäp

vôõ

Caùt khai cuûa Fluorite,

Halite, Calcite

ꢀnh của khoáng vật

Naêng löïc phaûn xaï cuûa khoaùng vaät khi chieáu tia saùng leân beà

maët cuûa noù goïi laø aùnh cuûa khoaùng vaät.

Ánh

kim

loꢏi

Ánh kim loꢏi cꢉa Vꢋng vꢋ Pyrite

Ánh

không

kim

loꢏi

Ánh nhꢅa cꢉa Sulfur

Ánh đꢃt cꢉa Kaolinite

Mꢂu vết vạch

Lꢋ mꢋu cꢉa khoꢀng vꢂt khi ở dꢏng bꢓt do mꢜu khoꢀng

vꢂt vꢏch thꢋnh vꢆt trên mꢕt rꢀp mꢋu trꢗng (như sứ trꢗng

không trꢀng men). Mꢋu vꢆt vꢏch cꢉa khoꢀng vꢂt cꢌ thꢑ

khꢀc với mꢋu cꢉa nꢌ ở dꢏng khꢒi, nhưng lꢋ mꢋu tương

đꢒi ꢝn đꢙnh; khoꢀng vꢂt trong suꢒt không cꢌ mꢋu vꢆt

vꢏch.

Mꢕt vơ

̃

Lꢋ mꢕt hꢊnh thꢋnh do bꢙ ngoꢏi

lꢅc tꢀc dꢚng thꢋnh lꢎi lꢞm,

không phẳng. Nꢆu lꢅc nꢒi cꢉa

ô mꢏng không đều nhau theo

cꢀc hướng thi

̀

dễ thꢋnh vꢆt vỡ.

Vꢇ dꢚ vꢔt vơ vo

̃

̉

chai.

Tỷ trꢍng

Khoꢀng vꢂt trong tꢅ nhiên cꢌ tỷ trꢍng từ:

Nhẹ <2,5

Trung bꢊnh 2,5- 3,3

Nꢕng 3,4 – 6

Rꢃt nꢕng >6

Töø tính

Moät vaøi loaïi khoaùng vaät bò thu huùt bôûi nam chaâm

hoặc coù khaû naêng hoaït ñoäng nhö moät thanh nam chaâm,

Töø tính khoaùng vaät phuï thuoäc chuû yeáu vaøo löôïng chöùa saét cuûa

khoaùng vaät.

Khoaùng vaät coù töø tính maïnh nhö magnetite, vaø yeáu hôn nhö ôû

khoaùng vaät pyrotite, ilmenite vaø franklinite.

Caûm giaùc

Vaøi loaïi khoaùng vaät nhö talc, graphite coù caûm giaùc nhôøn hay

trôn khi chaø nheï tay leân chuùng do caùc nguyeân töû tröôït theo

maët tröôït ngang qua caùc lôùp nguyeân töû keá caän (löïc lieân keát

giöõa caùc nguyeân töû quaù yeáu theo moät phöông)ø gaây caûm giaùc

nhôøn hay trôn

Vꢃ

Tính chaát naøy ñöôïc tieán haønh sau cuøng vì moät soá khoaùng vaät coù

chöùa caùc nguyeân toá ñoäc. Coù vò maën nhö halite (muoái aên), hoaëc

sylvite coù vò ñaéng. Khoâng neân neám khoaùng vaät neáu khoâng coù

chæ daãn tröôùc.

Bài giảng Địa chất cơ sở (Physical geology) - Chương 2: Khoáng vật