hoofstuk 30 tot 35
DESCRIPTION
Toegepaste mineralogie. Hoofstuk 30 tot 35. Inleiding tot toegepaste mineralogie. Praktiese toepassing van mineralogiese kennis Mineralogie – groot ekonomiese belang - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Hoofstuk 30 tot 35
Toegepaste mineralogie
Inleiding tot toegepaste mineralogie
Praktiese toepassing van mineralogiese kennis
Mineralogie – groot ekonomiese belang Gemologie (Hfs 31),
mineraalprospektering, mineraalekstraksie, chemiese aanlegte, sementindustrie (Hfs 32), medisyne & omgewingsmineralogie (Hfs 33)
Groeiende veld met groterwordende behoeftes – nuwe takke van toegepaste mineralogie ontwikkel
Onvervangbaar in geologie en petrologie
Hoofstuk 30Metaalryke
mineraalafsettings Prospekteringsmineralogie Ekonomies belangrike minerale Geologiese ligging van
metaalafsettings Konvergerende grense Divergerende grense Prekambriese skild Sedimentêre komme
Hoofstuk 30 Prospekteringsmineralog
ie Voorkoms en identifikasie van mineraalafsettings, bepaal mineralogiese samestelling om te klassifiseer en ontginbaarheid te bepaal
Tradisioneel vertrou op visuele identifikasie in veld en monsterversameling vir laboratoriumondersoeke Mineralogiese eienskappe primêre kriteria vir
prospektering Huidiglik meer gesofistikeerde analitiese
tegnieke Mineralogie kennis geintegreer met geochemie,
petrologie en strukturele geologie Mineralogiese prosepektering gedeeltelik vervang met
‘remote sensing’ tegnieke Gebruik elektromagnetiese spektrum gereflekteer vanaf
verskillende tipes minerale op aardoppervlak Ruimtelike verspreiding van mineraaltipes geidentifiseer op groot
skaal Veral nuttig in yster en goudafsettings
Hoofstuk 30Ekonomies belangrike
minerale Tabel 30.1 en 30.2 Metaalryke minerale (Hoofstuk 30)
Ferriese metale: Fe, Mn, Ni, Cr, Si, Mo, Co, W Nie-ferriese basismetale: Cu, Zn, Pb, Sn, Hg Nie-ferriese ligte metale: Al, Mg, Ti, Be Edelmetale: Au, Pt, Ir, Ag
Edelstene (Hoofstuk 31) Diamant Gekleurde edelstene: Korund, beril, toermalyn, topaas
Sementminerale (Hoofstuk 32) Kalsiet, klei, gips
Hoofstuk 30Metaalafsettings
Baie metaalafsettings is verwant aan onlangse plaattektoniese aktiwiteite
Konvergerende grense Smelt van sedimente wat subduksie
ondergaan langs kontinentale plaat produseer vulkanisme en batolitiese intrusies
Stollingsaktiwiteite dryf hidrotermale prosesse
Co en Mo, Hg Divergerende grense
Grootste magma ekstrusies Seewater dring seevloer binne, verhit,
reageer met basalt en word suur Suur water los Cu, Pb, Zn, Co, Mn op
as spoorelemente uit die basalt, vervoer dit en konsentreer metale as sulfiedes en oksiedes wanneer in kontak kom met koue seewater (VMS afsettings)
Hoofstuk 30Metaalafsettings (verv)
Prekambriese skilde Primêre afsettings van Cr, Ni, Pt baie
ouer Ortogneisse en mafiese tot
ultramafiese vulkaniese (groensteengordels) kom voor op hierdie plate
Komatiiete: ultramafiese, baie hoë T magma vanaf groot dieptes
Goudare in kontak met komatiiete en omringende graniet - Witwatersrand (placer afkomstig vanaf bogenoemde)
Gelaagde chromiet – Bosveld Kompleks: Cr, Pt, Cr-magnetiet, V
Sedimentêre komme BIFs: Algoma-tipe en Superior-tipe Algoma: submariene warm fonteine
stel Fe-ryke hirdotermal oplossings vry in sedimentêre komme afgewissel met Si-ryke lae
Superior-tipe: geen vulkanisme geassosieer met kalksteen, vorm by vlakwater kusomgewings, Fe en Si lae afwisselend vanaf diep oseaan tot kus deur inkomende strome
Hoofstuk 30Metaalafsettings
Hoofstuk 31Edelstene
Inleiding Instrumente gebruik deur gemoloë Belangrike edelstene Edelsteenverbeterings Kristalsintese
Hoofstuk 31Inleiding
Def: minerale met hoë waarde in skoonheid, duursaamheid en skaarsheid
Meeste edelstene meer 3000 keer die waarde as dieselfde massa van goud
Baie edelstene kunsmatig geproduseer vir ‘n fraksie van die prys
Edelstene meeste permanet, MAAR: sommige gekleurde weergawes kan kleur verloor a.g.v. blootstelling aan sonlig of hitte
Klein wêreldwye produksie in kg, maar jaarlikse waarde gelyk aan die van sementproduksie
Hoofstuk 31Gemologie instrumente
Soortgelyk aan mineralogiese instrumente – maar moet nie-destruktief wees
Energie dispersiewe X-straal fluoressensie op edelsteenoppervlakke
NB – binokulêre gemologiese mikroskoop Donker / ligveldverligting om insluitsels,
groeiverskynsels, behandeling en sintese te ondersoek
Gem refraktometer, spektroskoop, polariskoop
Hoofstuk 31Belangrike edelstene
Diamante – bomantel, kimberliete Smarag – hidrotermale stelsels Robyn, saffier – hoë T omgewings: alkaliryke
magmas en aluminium-ryke metamorfe gesteentes
Akwamaryn, topaas, toermalyn - pegmatiete
Hoofstuk 31Edelsteen ‘verbeterings’
Verbeter voorkoms deur: Sny – algemeen aanvaar Verhitting om kleur te verbeter –
veroorsaak dikwels skade en dikwels nie-permanent
Vul krake – kan af verweer, nie baie duursaam
Verkleuring (dying) – nie stabiel, deurdring nie die totale kristal
Radiasie om kleur te gee – ook dikwels nie-permanent
Hoofstuk 31Kristalsintese
Groot mark vir sintetiese edelstene, ook vir industriële gebruik
Verskillende metodes Poeier-vlam-fusion (Powder flame
fusion): robyn en saffier Czochralski smelt groei: robyne vir
lasers, silikon kristalle, granate Stroom-groei (Flux growth): smarag Hidrotermale groei: kwarts Ultra-hoë druk: diamant
Chapter 32Sement minerale
Inhoud Belangrikheid van sement Sommige eienskappe van nie-
hidrouliese sement Portland sement Sekere probleme met beton
Chapter 32Belangrikheid van
sement Beton word mees algemeen gebruik as
strukturele material in vandag se wêreld 1 billoen ton Portland sement omgesit in
11.5 billoen ton beton 5 x meer as staalverbruik
Veel sterker as staal, maar verkies a.g.v.: Weerstand tot water Kan gevorm word in baie vorms en groottes
Goedkoopste en mees beskikbare boumateriaal
Beton: sement + aggregaat (sand, gruis en/of vergruisde gesteentes)
Chapter 32Tipes sement
Nie-hidrouliese sement Verhard deur verkalking; nie
weerstandbiedend tot water Minerale: Gips vanaf anhidriet; kalsiet
vanaf kalk Hidrouliese sement
Verhard deur reaksie met water; water weerstandbiedend
Portland sement: Ca-silikate en Ca-karbonate, met Al- en Fe-oksiede
Chapter 32Betonprobleme
Sulfaataanval Sulfaat in grond, seewater, suurreën Kraak, toename in deurdringbaarheid, verlaging in
sterkte Hoofsaaklik as gips form uit reaksie van sulfaat en
sementminerale en ‘n toename in volume veroorsaak Alkali-silika reaksie
Silikaryke minerale: opaal, mikrokristallyne kwarts, vervormde kwarts is oop vir die reaksie met alkali ione in die openingse van sement: verwoes sement en verhoog die deurdringbaarheid, opswelling kom voor
Korrosie Staal balke korrodeer as oplossing beton binnedring;
korrosieprodukte het hoë volume – veroorsaak krake rondom die staal
Hoofstuk 33Minerale en menslike
gesondheid Mineraalagtige materiaal in menslike
liggaam Apatiet en ander fosfaatminerale
Meestal as belangrike deel van bene en tande
Kom ook voor as abnormale groei as nier-, urien- en galstene; gewasse; in longe, kliere, hart en are
Kalsiet, aragoniet en vateriet Konstruktiewe deel van tande Abnormale groei in kliere, gewasse, niere
en longe Magnetiet, hematiet, goethiet,
lepidokrokiet Urienblase
Ook oksalate, urate en ander organiese verbindings
Hoofstuk 33Minerale en menslike
gesondheid Minerale in voeding
Haliet – algemene mineraal bewustelik ingeneem deur mense
Ook bariet – vulsel in sjokolade Kaoliniet – in roomys – stabiliseer as smelt
Hoofstuk 33Minerale en menslike
gesondheid Minerale in voeding (vervolg)
Anorganiese verbindings bekend in mark as ‘minerale’ – belangrik as voedingsbyvoegings saam met vitamiene
Makrominerale: Ca, Cl, Mg, P, K, Na, S – benodig in groot hoeveelhede
Mikrominerale: Cr, Co, F, Fe, Mn, Mo, Zn – benodig in spoorhoeveelhede
Meestal afkomstig vanaf ‘ware minerale’
Tekort sowel as oormaat van hierdie ‘minerale’ kan ernstige gesondheidseffekte hê
Hoofstuk 33Minerale en menslike
gesondheid Minerale as gesondheidsrisikos Baie minerale gedokumenteer as oorsaak
van asemhalingsiektes: Riebeckiet – mesothelioma Gruneriet, aktinoliet, antofilliet, tremoliet en
chrisotiel – asbestose Kwarts – silikose Steenkool - emfiseem (pneumoconiosis)
Chemiese kontaminasie deur mynbou Atmosfeer, water (grond en oppervlak)
Hoofstuk 34Minerale in die
sonnestelsel Huidige teorie vir heelal se vorming: ‘Big
Bang’ produseer elemente: Eerstens ligte elemente: He en H Tydens afkoeling sal digter materiaal
kondenseer en verval - kernfusie: tot Fe en Ni in periodieke tabel
Sterre ontploffings – supernovae: swaarder elemente
Meteoriete NB inligting oor mineralogie in ruimte Verskillende tipes: chondriete, achondriete,
yster en ‘stony iron’ meteoriete Baie unieke meteorietminerale, maar ook
minerale algemeen op aarde
Hoofstuk 35Mineraalsamestelling van
die aarde Kors
Heterogeneen: Sedimentêre en stollingsgesteentes; oseaan en kontinentale kors
Veldspate, piroksene, kwarts, olivien, amfibole, mikas > 80% van kors
Mantel Homogeen Olivien, enstatiet, Cr-diopsied en augiet,
spinel, amfibole, Ti-flogopiet, granaat, plagioklaas, apatiet, diamante, chromiet
Kern Swaar elemente