Mineralogie

1. Definiţie şi caractere generale

Mineralogia (minera=mineral, logos=vorbire) este o disciplină a geologiei al cărui obiect de studiu îl constituie mineralele cuprinzând totate problemele la acestea ca: formă, proprietăţi fizice, proprietăţi chimice, geneză, clasificare, descriere, precum şi importanţa lor în econmia naţională.

Mineralul este orice corp natural solid, lichid sau gazos, omogen din punct de vedere fizico-chimic constituit dintr-un singur element chimic sau din mai multe elemente combinate, cristalizat sau amorf, care intră în alcătuirea scoarţei planetelor.

În prezent, sunt aproximativ 4000 de minerale, iar denumirea acestora se referă la unele proprietăţi fizice sau chimice (calcit), fie la numele localităţilor şi ţinuturilor unde au fost descoperite iniţial (aragonit – Aragon, andaluzit – Andaluzia) sau al unor persoane (goethit – Goethe, wernerit – Werner).

Mineralele se prezintă în două stări: amorfă şi cristalină. Prima reprezintă o stare labilă în crusta terestră, care tinde în timp să se cristalizeze. De exemplu, limolitul devine în timp hematit. Starea cristalină cunoaşte o distribuţie ordonată a atomilor în cadrul unei retele cristaline fiindcă numai în acest caz mineralele au o omogenitate chimică totală fara a fi însă în mod neaparat omogen şi din punct de vedere fizic.

Termenul de “cristal” derivat dintr-un cuvânt de origine greacă: kristalos= geaţă, prin urmare avea un alt înţeles decât acela pe care îl are azi. Treptat noţiunea de “cristal” a fost lărgită, fiind asupra tuturor substanţelor minerale cristalizate.

Mineralele din natură care apar individualizate în forme geometrice regulate se mai numesc poliedri cristalini. Poliedrul (gr. polys = mult, édra = faţă) este un corp solid limitat prin feţe plane dispuse după legi de simetrie.

Elementele de simtrie pot fi: simple şi complexe. Elementele de simetrie simple sunt: axele de simetrie, planele de simetrie şi centrele de simetrie.

După criteriul de simetrie şi combinaţia elementelor de simetrie, sistemele cristalografice se grupează în trei categorii:

1. Categoria inferioară cuprinde:

a. Sistemul triclinic, unde relaţia axială a ≠ b ≠ c, α ≠ β ≠ γ ≠ 90°, iar celula elementară este reprezentată de prisma triclinică. Unul dintre mineralele care cristalizează astfel este albitul.

b. Sistenul monoclinic, are relaţia axială a ≠ b ≠ c, α = γ = 90°, β ≠ 90°; celula elementară este prisma monoclinică, iar mineralele care cristalizează monoclinic sunt: ortoza, gipsul, malachitul.

c. Sistemul rombic – relaţia axială este a ≠ b ≠ c, α = β = γ =90°; celula elementară este prisma ortoromică, iar mineralele care cristalizează rombic sunt: aragonitul, stibina.

2. Categoria medie cuprinde:

a. Sistemul trigonal – relaţia axială este a = b = c, α = β = γ ≠ 90°; celula elementară fiind romboedrul, minerale care cristalizează trigonal sunt: corindonul, calcitul.

b. Sistemul hexagonal, unde relaţia axială este a = b ≠ c, α = β = 90°, γ = 120°; celula elementară este prisma hexagonală, minerale care cristalizează hexagonal sunt: grafitul, berilul.

c. Sistemul tetragonal, are relaţia axială a = b ≠ c, α = β = γ = 90°; celula elementară fiind prisma pătratică, minerale care cristalizează astfel sunt: calcopirita, zirconul.

3. Categoria superioară cuprinde un singur sistem:

 Sistemul cubic – relaţia axială este a = b = c, α = β = γ = 90°; celula elementară este cubul, iar mineralele care cristalizează cubic sunt: halitul, pirita, diamantul.

2. Istoric

Mineralogia s-a dezvoltat ca ştiinţă, odată cu dezvoltarea culturii omului. Astfel, primele scrieri în care se vorbeşte despre minerale apar în lucrările lui Aristotel, Teofrast, Pliniu cel Bătrân.

În epoca renaşterii Agricola în lucrarea sa, face o clasificare a mineralelor pe baza proprietăţilor sale. Însă progrese semnificative s-au înregistrat în sec. al XVII-lea odată cu dezvoltarea fizicii şi chimiei.

Sfârşitul sec. al XIX-lea şi începutul sec. al XX-leasunt marcate printr-o serie de descoperiri precum microscopul calcografic şi microscopul polarizant, astfel, fiind completată descrierea mineralelor cu proprietăţi optice.

În România, primele însemnări despre minerale se găsesc în cronicele vechi. Cercetători în domeniul geologiei sunt Grigore Gobalcescu, Grigore Ştefănescu, aceştia contribuind la dezvoltarea geologiei prin înfiinţarea primelor laboratoare de cercetare ştiinţifică şi au scris primele cursuri de geologie, pe care le-au pus la îndemâna elevilor şi studenţilor.

3. Legătura mineralogiei cu alte ştiinţe

Pentru studiul mineralelor se utilizează o serie de metode de lucru, de principii şi rezultate, de la numeroase discipline şiinţifice, teoretice, descriptive şi practice. Cele mai importante sunt: geologia, fizica şi chimia, ştiinţele matematice, geochimia, geofizica, mineritul, hidrogeologia, paleontologia, ştiinţele biologice etc.

4. Importanţa practică a studiului mineralogiei

Mineralele care constituie obiectul de studiu al acestei discipline, au un rol important în economia mondială, ele fiind materii prime de bază, folosite în industria grea, dar şi în celelalte ramuri industriale precum: industria chimică (sulful, sărurile de potasiu, fosfor sau azotaţi), industria ceramică (feldspaţii şi caolinul), industria sticlăriei (cuarţul), industria textilă (muscovitul), industria optică (fluorina, cuarţul).

Cunoştinţele de mineralogie sunt necesare şi în studiul proprietăţilor specifice ale mineralelor şi minereurilor.