Silikat Olmayan Mineraller
Silikat olmayan minerallerin kristal yapısı (tabloya bakınız) silika-oksijen tetrahedra içermez. Silikat olmayan birçok mineral ekonomik olarak önemlidir ve bakır, kurşun ve demir gibi metalik kaynaklar sağlar. Ayrıca tuz, inşaat malzemeleri ve gübre gibi değerli metalik olmayan ürünleri de içerirler.
| Mineral grubu | Örnekler | Formül | Kullanım Alanları |
| Doğal elementler | Altın, gümüş, bakır | Au, Ag, Cu | Mücevherat, madeni paralar, endüstri |
| Karbonatlar | Kalsit, dolomit | CaCO3, CaMg(CO3)2 | Kireç, Portland çimentosu |
| Oksitler | Hematit, magnetit, boksit | Fe2O3, Fe3O4, alüminyum oksitlerin bir karışımı | Demir ve alüminyum cevherleri, pigmentler |
| Halojenürler | Halit, sylvite | NaCl, KCl | Sofra tuzu, gübre |
| Sülfitler | Galen, kalkopirit, zinober | PbS, CuFeS2, HgS | Kurşun, bakır, cıva cevherleri |
| Sülfatlar | Jips, epsom tuzlerı | CaSo4 · 2H2O, MgSO4 · 7H2O | Alçıpan, terapötik ıslatma |
| Fosfatlar | Apatit | Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) | Gübre, dişler, kemikler |
Karbonatlar
Kalsit (CaCO3) ve dolomit (CaMg(CO3)2) en sık rastlanan iki karbonat mineralidir ve genellikle sırasıyla kireçtaşı ve doloston kayaları gibi tortul kayalarda görülür. Kalsit ve dolomit gibi bazı karbonat kayaları buharlaşma ve çökelme yoluyla oluşur. Bununla birlikte, kireçtaşı gibi karbonat bakımından zengin kayaçların çoğu, fosilleşmiş deniz organizmalarının litikleşmesiyle oluşur. Görebildiklerimiz ve birçok mikroskobik organizma da dahil olmak üzere bu organizmalar, kalsiyum karbonattan (CaCO3) oluşan kabuklara veya dış iskeletlere sahiptir. Bu organizmalar öldüğünde, kalıntıları yaşadıkları su kütlesinin tabanında birikir ve yumuşak vücut parçaları ayrışarak çözülür. Kalsiyum karbonatın sert kısımları tortulara dahil olur ve sonunda kireçtaşı adı verilen tortul kayaç haline gelir. Kireçtaşı büyük, görülmesi kolay fosiller içerebilirken, çoğu kireçtaşı mikroskobik canlıların kalıntılarını içerir ve bu nedenle biyolojik süreçlerden köken alır.
Kalsit kristalleri çift kırılma adı verilen ilginç bir özellik gösterir, yani ışığı birbirlerine dik açılarla titreşen iki dalga bileşenine polarize ederler. İki ışık dalgası kristalden geçerken, farklı hızlarda hareket ederler ve kırılma ile iki farklı seyahat yoluna ayrılırlar. Başka bir deyişle kristal, içinden bakılan nesnelerin çift görüntüsünü üretir. Işığı polarize ettikleri için, kalsit kristalleri mineralleri ve kayaları incelemek için özel petrografik mikroskoplarda kullanılır.
Silikat olmayan birçok mineral tuz olarak adlandırılır. Burada kullanılan tuzlar terimi, doğal asitlerdeki hidrojenin değiştirilmesiyle elde edilen bileşikleri ifade etmektedir. En bol bulunan doğal asit, karbondioksitin suda çözünmesiyle oluşan karbonik asittir. Karbonat mineralleri, kalsiyum ve/veya magnezyumun karbonik asitteki (H2CO3) hidrojenin yerini aldığı karbonat iyonu (CO3-2) etrafında oluşan tuzlardır. Kalsit ve yakından ilişkili bir polimorf olan aragonit, mercanlar gibi kabukları ve fiziksel yapıları oluşturmak için organizmalar tarafından salgılanır. Bu tür canlıların çoğu, okyanus suyundaki çözünmüş bikarbonat iyonlarından (HCO3-) hem kalsiyum hem de karbonat çeker. Aşağıdaki mineral tanımlama bölümünde görüldüğü gibi, kalsit asitte kolayca çözülür ve bu nedenle seyreltik hidroklorik asit (HCl) içinde efervesan hale gelir. Seyreltik hidroklorik asit içeren küçük damlalıklı şişeler genellikle jeologlar tarafından arazide taşınır ve mineral tanımlama laboratuvarlarında kullanılır.
Diğer tuzlar arasında hidroklorik asitteki hidrojenin yerini sodyumun aldığı halit (NaCl) ve sülfürik asitteki hidrojenin yerini kalsiyumun aldığı alçıtaşı (Ca[SO4] - 2 H2O) bulunmaktadır. Alçı kristalinde bazı su moleküllerinin de bulunduğuna dikkat edin. Tuzlar genellikle buharlaşma ile oluşur ve evaporit mineralleri olarak adlandırılır.
Şekil kalsitin (CaCO3) kristal yapısını göstermektedir. Silisyum gibi karbonun da dört değerlik elektronu vardır. Karbonat birimi, üç oksijen atomuna (kırmızı) kovalent olarak bağlanmış karbon atomlarından (küçük beyaz noktalar) oluşur; bir oksijen iki değerlik elektronunu karbonla paylaşırken diğer ikisi birer değerlik elektronunu karbonla paylaşır ve böylece -2 yüke sahip üçgen birimler oluşturur. Negatif yüklü karbonat birimi, +2 yüklü Ca iyonu (mavi) ile iyonik bir bağ oluşturur.
Oksitler, Halojenürler ve Sülfürler
Karbonatlardan sonra en yaygın silikat olmayan mineraller oksitler, halojenürler ve sülfürlerdir.
Oksitler, oksijen ile kovalent olarak bağlanmış metal iyonlarından oluşur. En bilinen oksit, demir oksitlerin (Fe2O3) ve hidratlı oksitlerin bir kombinasyonu olan pastır. Demir oksijen ve suya maruz kaldığında hidratlı oksitler oluşur. Demir oksitler metalik demir üretimi için önemlidir. Demir oksit veya cevher eritildiğinde, karbondioksit (CO2) ve metalik demir üretir.
Kayalardaki kırmızı renk genellikle demir oksitlerin varlığından kaynaklanmaktadır. Örneğin, Zion Ulusal Parkı'ndaki ve Güney Utah'taki kırmızı kumtaşı kayalıkları, taneleri bir arada tutan çimento görevi gören demir oksitle kaplı beyaz veya renksiz kuvars tanelerinden oluşur.
Diğer demir oksitler arasında limonit, manyetit ve hematit bulunur. Hematit birçok farklı kristal formunda oluşur. Masif formda hiçbir dış yapı görülmez. Botryoidal hematit büyük konsantrik lekeler gösterir. Speküler hematit, parlak metalik kristallerden oluşan bir kütle gibi görünür. Oolitik hematit, donuk kırmızı balık yumurtalarından oluşan bir kütleye benzer. Bu farklı hematit formları polimorftur ve hepsi aynı formüle, Fe2O3'e sahiptir.
Diğer yaygın oksit mineralleri şunlardır:
- buz (H2O), bir hidrojen oksidi
- boksit (Al2H2O4), hidratlı alüminyum oksitleri, metalik alüminyum üretiminde kullanılan bir cevher
- korundum (Al2O3), yakut ve safir değerli taşları içerir.
Halojenürler, VII. sütundaki halojenlerden, genellikle flor veya klordan, sodyum veya diğer katyonlarla iyonik olarak bağlanmış halojenlerden oluşur. Bunlar arasında yaygın sofra tuzu olan halit veya sodyum klorür (NaCl); silvit veya potasyum klorür (KCl); ve florit veya kalsiyum florür (CaF2) bulunmaktadır.
Halojenür mineralleri genellikle deniz suyunun veya diğer izole su kütlelerinin buharlaşmasından oluşur. Buharlaşmayla oluşan halojenür mineral yataklarının iyi bilinen bir örneği Utah'taki Büyük Tuz Gölü'nün batısında yer alan Bonneville Tuz Düzlükleridir (bkz. Şekil 3.39).
Birçok önemli metal cevheri, metallerin sülfüre bağlandığı sülfürlerdir. Önemli örnekler arasında galen (kurşun sülfit), sfalerit (çinko sülfit), pirit (demir sülfit, bazen "aptal altını" olarak adlandırılır) ve kalkopirit (demir-bakır sülfit) bulunur. Sülfitler önemli cevher mineralleri olarak bilinmektedir. Örneğin, galen kurşunun ana kaynağıdır, sfalerit çinkonun ana kaynağıdır ve chalcopyrite, Bingham madeni gibi porfir yataklarında maden çıkartılan ana bakır cevheri mineralidir. Nikel, antimon, molibden, arsenik ve cıvanın en büyük kaynakları da sülfitlerdir.
Sülfatlar
Sülfat mineralleri, bir sülfat iyonuna bağlı kalsiyum gibi bir metal iyonu içerir. Sülfat iyonu, sülfür ve oksijenin bir kombinasyonudur (SO4-2). Sülfat minerali olan alçıtaşı (CaSO4 - 2H2O), alçı ve alçıpan gibi inşaat malzemelerinde kullanılır. Alçıtaşı genellikle buharlaşan sudan oluşur ve kristal yapısında genellikle su molekülleri bulunur. Formüldeki 2H2O, su moleküllerinin bütün H2O olduğunu gösterir. Bu, sudan türetilen bir hidroksit iyonu (OH-) içeren ancak bir hidrojen iyonu (H+) eksik olan amfibol gibi minerallerden farklıdır. Su içermeyen kalsiyum sülfat, anhidrit (CaSO4) adı verilen alçı taşından farklı bir mineraldir.
Fosfat mineralleri, çeşitli anyon ve katyonlarla birleştirilmiş dört yüzlü bir fosfat birimine (PO4-3) sahiptir. Bazı durumlarda arsenik veya vanadyum fosforun yerine geçebilir. Fosfatlar gübrelerin yanı sıra deterjan, boya ve diğer ürünlerin önemli bir bileşenidir. En iyi bilinen fosfat minerali apatittir, Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), çeşitleri dişlerde ve kemiklerde bulunur. Değerli taş turkuaz [CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O ], alçıtaşı gibi su molekülleri içeren bakır açısından zengin bir fosfat mineralidir.
Native Element Mineralleri
Native element mineralleri, genellikle metaller, doğada saf veya neredeyse saf halde bulunurlar. Altın, doğal element mineraline bir örnektir; çok reaktif değildir ve nadiren diğer elementlerle bağ kurar, bu nedenle genellikle izole veya saf halde bulunur. Metalik olmayan ve zayıf reaktif mineral karbon genellikle grafit ve elmas gibi doğal bir element olarak bulunur. Gümüş, bakır, platin, cıva ve sülfür gibi hafif reaktif metaller bazen doğal element mineralleri olarak ortaya çıkar. Demir, kurşun ve alüminyum gibi reaktif metaller neredeyse her zaman diğer elementlere bağlanır ve nadiren doğal halde bulunurlar.
Önceki Ders: Silikat Mineralleri
Sonraki Ders: Minerallerin Tanımlanması
Yorumlar
Yorum Gönder