H4_cursus.pdf

HOOFDSTUK 4 MINERALEN Noot vooraf: om dit hoofdstuk vlot en goed te doorgronden moeten de figuren uit het handboek en de bijhorende Powerpoint presentatie(s) ernaast gehouden worden (zie studiewijzer). 1. Mineralen als kristallijne substanties 1.1 Mineralen, kristallen en gesteenten Minera...

HOOFDSTUK 4 MINERALEN Noot vooraf: om dit hoofdstuk vlot en goed te doorgronden moeten de figuren uit het handboek en de bijhorende Powerpoint presentatie(s) ernaast gehouden worden (zie studiewijzer). 1. Mineralen als kristallijne substanties 1.1 Mineralen, kristallen en gesteenten Mineralen zijn vaste substanties met een regelmatige en symmetrische rangschikking van de atomen en met een homogene chemische samenstelling. Het zijn de bouwelementen van gesteenten. Algemeen spreekt men van kristallijne stoffen wanneer een geordend atoomrooster aanwezig is. Indien deze afwezig is spreken we van amorfe stoffen. Mineraalachtige amorfe stoffen als glas, obsidiaan (vulkanisch glas), opaal en limoniet worden als mineraloïden geclassificeerd. De opbouw van hun atoomrooster is, naast de chemische samenstelling, het basiscriterium om mineralen van elkaar te onderscheiden. Wanneer deze interne roosterstructuur uitwendig zichtbaar is als een regelmatig geheel van vlakken spreken we in de volksmond van kristallen. Om een eigen zichtbare kristalvorm te ontwikkelen (morfologische kristalvorm) moeten kristallijne stoffen aan hun randen ruimte hebben tijdens de aangroei. Dit doet zich o.a. voor in holtes in gesteenten (bv. geoden, M.fig.5.11). Indien er geen ruimte is nemen kristallijne stoffen de vorm aan van de ruimte die beschikbaar is (bijvoorbeeld in kwartsaders). Kristallijne stoffen kunnen ook een korrelvorm hebben nadat ze door wind of water zijn geërodeerd en afgerond (bijvoorbeeld zandkorrels op het strand). Bij de groei van een kristal worden de ionen uit een oververzadigde oplossing op een regelmatige wijze toegevoegd aan het vaste kristal, in overeenstemming met het specifieke atoomrooster van het mineraal (M.fig.5.6,5.11). Op deze wijze kunnen regelmatige morfologische kristalvormen ontstaan. Uitwendige kristalvormen zijn een reflectie van het interne kristalrooster en helpen op die manier ook bij het identificeren van mineralen (bv. kubus vorm, een balkvorm, een bladvorm, een romboëdervorm, een hexagonaal prisma ….) Gesteenten (metamorf, stolling of sedimentair) en sedimenten die in de natuur voorkomen, zijn opgebouwd uit een verzameling van mineralen. De mineraalkorrels komen er op verschillende wijzen naast elkaar voor. In een zandsteen bijvoorbeeld zijn de oorspronkelijke afbraakpartikels (zandkorrels) vaak nog goed te zien met daartussen poriënholtes. Men kan dan verder nog iets zeggen over de sortering of afrondingsgraad van de partikels. De manier waarop de mineralen voorkomen in een gesteente wordt de textuur (doorgaans microscopisch) van gesteenten genoemd. De term structuur van een gesteente daarentegen verwijst naar grootschalige en macroscopisch waarneembare patronen in een gesteente. Een voorbeeld hiervan zijn de sedimentaire structuren. In de gesteenten en sedimenten zijn de mineralen dus de kleinste eenheden die een homogene samenstelling hebben. Homogeen betekent hier dat ze dezelfde kristalroosterstructuur bezitten met een chemische samenstelling die constant is of varieert binnen bepaalde grenzen. Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.2 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ 1.2. De vaststelling van de kristallijne roosteropbouw ter identificatie van mineralen Een mineraal is dus in de eerste plaats gekenmerkt door de structuur van het atoomrooster. Een atoomroostervlak is gekenmerkt door de aanwezigheid van veel atomen in dat vlak. De aanwezigheid van die vlakken kan goed geobserveerd worden op de kristalroostermodellen (zie practicumlokaal) wanneer men die modellen in verschillende richtingen bekijkt. De afstanden tussen de verschillende roostervlakken waarin de atomen gerangschikt liggen in het rooster, is een karakteristiek aspect van deze geometrie. Dit aspect kan gemeten worden door de diffractiepatronen van een X-stralen (Röntgenstralen) bundel die op die mineralen invalt te meten (X-stralen diffractometer – XRD; M.fig.5.5). X-stralen hebben een golflengte van dezelfde grootteorde als de afstanden tussen de atoomroostervlakken in de natuurlijke mineralen, namelijk enkele tienden van een nanometer. Daarom treden bij de bestraling van een mineraal met X-stralen interferenties op met het atoomrooster. In de fysica wordt deze interferentie aangeduid als diffractie. We kunnen dit fenomeen echter bij benadering voorstellen als een reflectie van de X-stralen op de roostervlakken. Indien de gereflecteerde X-stralen in fase zijn en ten gevolge daarvan een constructieve interferentie geven (hogere intensiteit) zijn ze detecteerbaar in een ontvanger. De experimentele opstelling waarmee op deze manier mineralen gedetermineerd worden is een standaard onderzoekstechniek geworden voor de determinatie van mineralen in gesteenten en sedimenten. In het Departement Aard- en Omgevingswetenschappen wordt door de onderzoeksgroepen Toegepaste Mineralogie van prof. Elsen en prof. Snellings en Geoarcheologie van prof. Degryse uitvoerig onderzoek gedaan naar de samenstelling, structuur en herkomst van natuurlijke en synthetische mineralen, bouwmaterialen en historische materialen. 1.3. Scheikundige samenstelling van mineralen Aangezien de geometrie van het atoomrooster de primaire karakteriserende eigenschap is van een mineraal komt de scheikundige samenstelling, alhoewel belangrijk als identificatiemiddel, pas op de tweede plaats. Het kan immers voorkomen dat een bepaalde positie in het atoomrooster die normaal wordt ingenomen door een welbepaald element, bezet wordt door een ander element met een gelijkaardige ionenstraal en gelijkaardige chemische eigenschappen. Dit gebeurt onder invloed van specifieke vormingscondities van het mineraal. Zo zijn er bijvoorbeeld vaak substituties (vervangingen) van Fe2+ door Mn2+ of Mg2+, van Ca2+ door Mg2+ en van Si4+ door Al3+. Het is ook mogelijk dat twee elementen in alle verhoudingen voorkomen tussen twee eindsamenstellingen van een mineraal: bijvoorbeeld Fe2+ en Mg2+ in olivijn. De olivijn varieert in samenstelling tussen Mg2SiO4 en Fe2SiO4 en wordt daarom chemisch als (Mg,Fe)2SiO4 geformuleerd. In het geval van olivijn hebben alleen de twee eindsamenstellingen een eigen mineraalnaam (forsteriet voor de magnesiumvariant met een hoge smelttemperatuur en fayaliet voor de ijzervariant met een veel lagere smelttemperatuur). In andere gevallen hebben verschillende samenstellingsdomeinen elk een andere mineraalnaam, zoals bij plagioklaas het geval is: de plagioklaasreeks omvat samenstellingen die kunnen variëren tussen de eindsamenstellingen NaAlSi3O8 (albiet) en CaAl2Si2O8 (anorthiet). Plagioklaas wordt daarom chemisch geformuleerd als (Ca,Na)(Al,Si)AlSi2O8 ofwel NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8. Wanneer een mineraalsamenstelling continu kan variëren tussen twee eindsamenstellingen (zoals bij olivijn en plagioklaas) spreken we over een vaste oplossing. Meer concreet betekent het dat alle verhoudingen van de kationen in de twee  Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.3 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ eindsamenstellingen kunnen voorkomen in één mineraalrooster. In het geval er geen vaste oplossing bestaat tussen twee eindsamenstellingen, zullen er voor een bepaalde verhouding van die twee kationen twee verschillende mineralen moeten gevormd worden om alle elementen te bergen. Bij mineralen gebeurt het ook dat bepaalde posities in het atoomrooster niet door een atoom bezet zijn: het zijn vacante posities. Het komt ook voor dat dezelfde chemische elementen in dezelfde atomaire verhoudingen op verschillende manieren gestapeld worden (in een ander atoomrooster). Hierdoor ontstaan verschillende mineralen met andere fysische en chemische eigenschappen, niettegenstaande de identieke chemische samenstelling. Dergelijke mineralen met zelfde samenstelling maar andere structuur worden polymorfen genoemd. Gekende voorbeelden zijn de polymorfen van koolstof: grafiet en diamant (C), de sulfiden pyriet en marcasiet (FeS2), de carbonaten calciet en aragoniet (CaCO3), en de aluminiumsilicaten andalusiet, kyaniet en sillimaniet (Al2SiO5). Aangezien bij mineralen de structuur van het atoomrooster het fundamentele kenmerk is, wordt de chemische formule van dat mineraal zodanig geschreven dat de structuur van het mineraal erin weerspiegeld is. Dergelijke formules van mineralen worden daarom structuurformules genoemd. Een goed voorbeeld is de formule van plagioklaas (Ca,Na)(Al,Si)AlSi2O8 waar uit de formule kan afgeleid worden dat Ca en Na op dezelfde positie voorkomen en dat Al in de plaats van Si kan voorkomen. Een ander gevolg van de ruimtelijke rangschikking van de atomen in een welbepaalde configuratie is dat een aantal fysische eigenschappen van mineralen anisotroop zijn. Anisotroop wil zeggen dat de eigenschappen verschillen afhankelijk van de richting waarin de eigenschap gemeten wordt. Dat is het geval voor bijvoorbeeld eigenschappen als elektrische weerstand, thermische geleidbaarheid of elastische deformatie. Grafiet heeft bijvoorbeeld een gelaagde structuur, waarbij de bindingen tussen de roostervlakken die loodrecht op de z-as zijn georiënteerd zeer zwak zijn, in tegenstelling tot de bindingssterkte in deze roostervlakken zelf (M.fig.5.10), waardoor het makkelijk splijt en er met grafiet geschreven kan worden. 1.4. Definitie van mineralen Gewoonlijk worden onder mineralen natuurlijke substanties verstaan. Uiteraard maakt het geen echt verschil of een mineraal in de natuur gevormd is of dat het in het laboratorium of tijdens een industrieel proces geproduceerd is. Dit kan gebeuren door verhitting (mineralogie van cement, mineralogie van grof- of fijnkeramiek,..) of bij synthese (synthetisch korund, Al2O3, dat als schuurmiddel gebruikt wordt voor slijpschijven). Wel kunnen er kleine samenstellingsvariaties zijn in vergelijking met het natuurlijke mineraal, zoals bijvoorbeeld de sporenelementen. Dit zijn elementen die in zeer kleine hoeveelheden (parts per million – ppm; en parts per billion - ppb) in het rooster ingebouwd zijn. Verschillen in de sporenelementensamenstelling van eenzelfde mineraal zijn te verklaren doordat de vormingscondities verschillend zijn, bijvoorbeeld het chemisch milieu (magma, waterige oplossing,..) waarin het mineraal uitkristalliseert. Zo kan de sporenelementensamenstelling van een mineraal ook gebruikt worden om de vormingsomstandigheden te achterhalen. Naast de overgrote meerderheid van de anorganische mineralen bestaan er in de natuur ook mineraalachtige organische substanties die ook tot de mineraloïden behoren. Bekende voorbeelden zijn barnsteen dat uit gestolde boomharsen ontstaan is en steenkool en antraciet die door inkoling uit veen gevormd worden (hoofdstuk sedimenten). Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.4 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ 2. De identificatie van de mineralen (geoefend tijdens practicum) Voor het identificeren van mineralen in vaste gesteenten is het gebruik van de microscoop een klassieke identificatietechniek. Het gesteente wordt voor dit microscopische onderzoek in slijpplaatjes geprepareerd. Dat zijn uiterst dunne schijfjes met een gesteentedikte van ongeveer 30 μm, ofwel 0,03 mm. Door de breking van gepolariseerd licht (licht dat slechts in één vlak trilt) op het kristalrooster van de mineralen ontstaan verschillende soorten optische effecten die karakteriserend zijn voor de verschillende mineralen (optische mineralogie). In deze dunne doorsneden van het gesteente kunnen uiteraard ook andere kenmerken helpen de aanwezige mineralen te identificeren, zoals bijvoorbeeld de aard van de splijtingen en de vorm van de korrels. Optische kenmerken kunnen ook helpen om korrels van mineralen te identificeren zoals dat gebeurt bij de bepaling van de lichte en zware mineraalfracties in een los zand onder de microscoop. Het microscopische onderzoek heeft ook het grote voordeel de samenhang tussen korrels te kunnen vaststellen en dus de textuureigenschappen. Bij veel andere technieken moet het gesteentestaal voor het onderzoek verpoederd worden, waardoor deze textuurinformatie verloren gaat. Voor de identificatie van mineralen kunnen nog vele andere fysische en chemische onderzoekstechnieken aangewend worden om speciale eigenschappen van een mineraal te bepalen: thermische technieken, scheikundige analyses, dichtheidsmetingen, infrarood- spectroscopie, etc. Een speciale vermelding verdient de scanning elektronen microscoop (SEM) die toelaat om op een relatief eenvoudige manier mineralen te bekijken met een resolutie van 5 nm. Deze techniek laat vaak toe om nauwkeurig mineraalvormingsprocessen te identificeren die in een gesteente aan de gang zijn. Meestal is de SEM voorzien van de mogelijkheid om in het beeld ook de verdeling van de chemische elementen te bepalen. Terwijl verschillende instrumentele technieken ter beschikking staan om mineralen te identificeren blijft het toch praktisch en efficiënt om bijvoorbeeld in een groeve met zeer eenvoudige middelen mineralen in handstukken te kunnen determineren, of de verder nodige identificatiemethodologie in het laboratorium te bepalen. De eigenschappen die zeer eenvoudig vast te stellen zijn en toelaten om mineralen met het blote oog of met behulp van een loep te herkennen zijn: de kleur, de streek, de glans, de vorm, de hardheid, de splijting, de dichtheid (soortelijke massa) en de magnetische eigenschappen. Uiteraard is de kleur van een mineraal een belangrijk identificatiekenmerk. Door chemische onzuiverheden, vaak in zeer kleine hoeveelheden, kan eenzelfde mineraal echter verschillende kleurtinten aannemen. Doorschijnende mica’s (of glimmers) zoals muscoviet kunnen door de opname van sporen van Cr een lichtgroene kleur krijgen, terwijl de groene kleur van bepaalde kaliveldspaten (amazoniet) bepaald wordt door de aanwezigheid van sporen lood. Kwarts is normaal wit of doorschijnend, maar amethist is een violette kwartsvariant, o.a. ten gevolge van insluitsels van ijzeroxide. Roze kwarts dankt zijn kleur dan weer aan insluitsels van o.a. titaanoxide en rookkwarts tenslotte aan de aanwezigheid van aluminium. De kleur van een mineraal is aan de oppervlakte soms beïnvloed door oxidatieverschijnselen. Zo kan het goudgele pyriet aanloopkleuren krijgen die variëren van groen naar paars. Kleurverschillen kunnen ook te wijten zijn aan de fysische toestand van een mineraal. Zo is fijn verdeeld hematiet (Fe2O3) rood, terwijl hard grofkorrelig hematiet een donkere metaalgrijze kleur heeft.  Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.5 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ Het verpoederde mineraal heeft een stabielere kleur dan de gewone oppervlaktekleur van een mineraal. Door het mineraal over een ruw oppervlak te schuren of het met een harder voorwerp te krassen bekomt men een strookje mineraalpoeder waarvan de kleur stabiel is. Dit is de streek van een mineraal. Zo is de streek van hematiet altijd rood (M.fig.5.12). De glans van een mineraal, heeft te maken met de reflectie van het licht op het mineraaloppervlak. Er zijn twee grote groepen glanstypes: de metallische en de niet-metallische. In deze laatste groep worden verschillende varianten onderscheiden zoals de glas-, was-, parelmoer-, of zijdeglans. De glans is een zeer belangrijk kenmerk bij de edelstenen. De studie van edelstenen valt onder de gemmologie en is een aparte tak van de mineralogie, met zijn eigen onderzoeksmethoden en identificatietechnieken. Het typische voorkomen van een mineraal wordt aangeduid met de term habitus. Soms komt de habitus van een mineraal overeen met een kristalvorm, maar even vaak kan het uitzicht van een mineraal bepaald worden door andere factoren zoals bijvoorbeeld een dominante splijtingsrichting of een vezelige groei. Hieronder worden verschillende van deze mogelijkheden besproken. Wanneer mineralen kunnen uitkristalliseren in de open ruimte van een spleet of een holte dan kunnen de uitgroeiende mineralen hun eigen kristalvorm aannemen. Zo zijn de geodes die binnenin bezet zijn met prismatische kwartskristallen met piramidale uiteinden algemeen bekend. De precieze morfologie van een dergelijk kristal is een uiting van het atoomrooster van het uitkristalliserende mineraal. Zo kan de morfologie van het kristal typerend zijn voor het mineraal of in ieder geval een element dat samen met andere kenmerken toelaat het mineraal te identificeren. Kubusvormige kristallen met een goudgele kleur bijvoorbeeld suggereren pyriet (FeS2), met een loodgrijze kleur galeniet (PbS), met violette kleur fluoriet (CaF2). Omdat er echter >4600 mineralen zijn en slechts een veel beperkter aantal symmetriemotieven in de roosteropbouw van de verschillende atoomcombinaties, kristalliseren verschillende mineralen vaak onder eenzelfde kristalvorm uit. Wanneer mineralen relatief snel uitkristalliseren vormen ze geen regelmatige morfologische kristallen maar kristalliseren ze in een massieve vorm uit, zoals bijvoorbeeld het geval is bij melkwitte kwarts, calciet, of gips, die in een gesteente aders kunnen vormen door relatief snelle uitkristallisatie uit een vloeistof rijk aan opgeloste mineralen (fluïdum). Ruimtes tussen eerder gevormde kristallen worden opgevuld met nieuwe kristalkiemen en uiteindelijk groeien de vele kristallen met hun vlakken over elkaar en de kristallen versmelten tot een massa zonder specifieke kristalvorm. Aders van kwarts en calciet komen vooral veel voor in respectievelijk zandstenen en kalkstenen (sedimentaire gesteenten). Kwartsaders kunnen echter ook uit magma’s gevormd worden (hoofdstuk stollingsgesteenten) Mineralen komen ook voor met bepaalde karakteristieke geometrische vormen, vaak bepaald door de variaties in de kristallisatiesnelheid in verschillende richtingen. Mineralen kunnen naaldvormig uitkristalliseren, of haarvormig zoals bijvoorbeeld illiet (bladsilicaten). Andere mineralen zijn vaak fibreus (zoals ‘asbest’), dendrietisch (zoals de op mos of varens lijkende ijzer- en mangaanoxiden op gesteentevlakken zoals bij de lithografische kalksteen van Solnhofen - ook bekend van de oervogel Archaeopteryx), niervormig (zoals het groene korrelige kleimineraal glauconiet dat vaak in zanden voorkomt) of plaatvormig (zoals de mica’s of glimmers). Tenslotte zijn er nog de typische woestijnrozen van bariet of gips. Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.6 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ hardheid referentiemineraal testmiddel ______________________________________________________________________ 1 talk schrijft op papier zonder scheuren 2 gips scheurt papier vingernagel heeft een hardheid tussen 2 en 3 3 calciet 4 fluoriet 5 apatiet een ijzeren mes en gewoon vensterglas hebben een hardheid tussen 5 en 6 6 veldspaat staal, of een harde porseleinplaat hebben een hardheid tussen 6 en 7 7 kwarts 8 topaas 9 korund Siliciumcarbide (SiC) als schuurmiddel 10 diamant De relatieve hardheid van een mineraal is een ander kenmerk dat gemakkelijk te bepalen is en dat erg behulpzaam is om mineralen te identificeren. Dat een mineraal relatief harder of zachter is dan een ander mineraal kan eenvoudig vastgesteld worden via het krassen over elkaar van beide mineralen. Er is een relatieve schaal opgesteld van tien mineralen gaande van talk, met hardheid 1, tot diamant met hardheid 10. Deze schaal wordt de Mohs schaal genoemd, naar de Duits-Oostenrijkse mineraloog Friedrich Mohs, 1773-1839; M.tabel5.1). Deze eenvoudige techniek is bijvoorbeeld zeer behulpzaam op het terrein indien getwijfeld wordt tussen een calcietader of een kwartsader, of ook tussen kwartsiet en kalksteen. Er moet benadrukt worden dat deze schaal relatief is en dat absolute hardheden van de mineralen in plaats van lineair, exponentieel toenemen. Zo zijn de verhoudingen van de absolute hardheden van calciet, kwarts en korund eerder in de grootteorde van 15, 100 en 400. Men begrijpt uit deze verhouding onmiddellijk het verschil in materiaalslijtage wanneer bijvoorbeeld kwartsrijke gesteenten of calcietrijke gesteenten tot aggregaten voor wegenbouw moeten gebroken worden. Het verschil in hardheid is ten dele terug te voeren tot de structuur van het atoomrooster. Algemeen geldt: hoe kleiner de afstand tussen de atoomvlakken hoe harder het mineraal. Wanneer mineralen met een hamer gebroken worden in kleinere fragmenten dan kan men vaststellen dat de mineraalfragmenten geen willekeurige brokken vormen maar in de meeste gevallen fragmenten vormen die afgelijnd zijn door vlakjes. Deze eigenschap is toe te schrijven aan de natuurlijke splijtingsrichtingen die in een mineraal voorkomen. Het voorkomen en de richting van splijtingsvlakken is bepaald door de interne atoomrangschikking, meer bepaald door de bindingssterkte tussen de atoomvlakken. Deze splijtingen kunnen perfect zijn - zoals bij mica's - of minder duidelijk ontwikkeld. In een mineraal kunnen meerdere splijtingsrichtingen voorkomen waarbij de geometrische relatie ertussen een bijkomend nuttig identificatiemiddel  Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.7 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ is. Zo hebben carbonaten drie perfecte splijtingsrichtingen die samen romboëder blokjes vormen (M.fig.5.13). Kwarts is een mineraal dat geen splijting heeft en breekt daarom via een schelpvormige breuk (M.fig.5.13h). De splijtbaarheid van de mineralen is uiteraard een belangrijke eigenschap die mee hun industriële bruikbaarheid bepaalt. Zo kan de weerstand tegen hitte van muscoviet gebruikt worden in diverse toepassingen omdat het mineraal zich tot een dunne bladvorm laat verwerken omwille van de perfecte splijting, zoals voor ruiten in oude kachels. Alhoewel de kleine dichtheidsverschillen tussen mineralen alleen in het laboratorium nauwkeurig gemeten kunnen worden, zijn er toch enkele vuistregels die het mogelijk maken de dichtheid mee te gebruiken bij de identificatie van handmonsters. De meeste lichtgekleurde mineralen hebben dichtheden tussen 2,5 en 2,8 g/cm 3 (= kg/l) met de meest voorkomende mineralen zoals kwarts (2,65), veldspaten (2,54-2,77) en calciet (2,71). Donkergekleurde doorschijnende mineralen zoals de belangrijke gesteentevormende componenten amfibolen en pyroxenen hebben meest dichtheden van ongeveer 3 tot 3,5 g/cm 3. Metallische mineralen hebben dichtheden rond 5 g/cm3. Deze gemiddelde dichtheden kunnen in die mate in handstukken geschat geworden dat uitzonderingen opvallen. Zo is bariet (BaSO4) een wit of licht gekleurd mineraal maar met een dichtheid van 4,5 g/cm3 (bariet komt van baros, Grieks voor zwaar). Zo is grafiet een zwart mineraal met een dichtheid van slechts 2,2 g/cm 3. Gedegen goud, platina en zilver zijn mineralen met aanzienlijk grotere dichtheden (respectievelijk 19 en 21,5 en 10,5 – een standaard goudstaaf weegt 12,5 kilo, dus die til je niet zo maar los uit de pols op – zoals in films nogal eens gebeurt). Het verschil in dichtheid tussen de verschillende mineralen ligt aan de basis van de bekende pantechniek voor het prospecteren naar bv. goud en diamant van placerafzettingen in rivierbeddingen (zie ppt). Voor het scheiden van mineralen op basis van dichtheid worden zware zoutoplossingen, zoals natriumwolfraamaat of zinkchloride, gebruikt. Afhankelijk van de gewenste scheidingsdichtheid van de vloeistof kan meer of minder zout in oplossing gebracht worden. Vanaf een dichtheid van 2,8 g/cm3 kunnen alle zware mineralen eenvoudig van de lichte gescheiden worden. Hoewel de zware mineralenfractie meestal minder dan een procent van een zandig sediment voorstelt, is de grotere mineraalvariabiliteit in die zware fractie van nut om de herkomst (provenance) van de sedimenten te bepalen (hoofdstuk sedimenten). Op basis van gemeten verschillen in magnetische susceptibiliteit is het mogelijk om mineralen van elkaar te onderscheiden. Magnetiet (Fe3O4) en pyrrhotiet (FeS) zijn de enige mineralen die zo’n sterke magnetisatie vertonen dat ze naar een handmagneet worden aangetrokken (ferromagnetische mineralen). Het in sedimenten veel voorkomende mineraal hematiet (Fe2O3) vertoont ook licht ferromagnetisme. IJzerhoudende mineralen die in tegenstelling tot magnetiet en pyrrhotiet enkel met een elektromagneet kunnen aangetrokken worden, zijn paramagnetische mineralen. Op die manier kan bv. het ijzerhoudende kleimineraal glauconiet uit een zandig sediment verwijderd worden. Ter afsluiting van de identificatiekenmerken: verdund zoutzuur (HCl) wordt bij de terreinstudie van sedimentaire opeenvolgingen standaard gebruikt om de aanwezigheid van calciet en aragoniet (CaCO3) aan te tonen. Bij de reactie komt CO2 vrij dat eenvoudig zichtbaar is als een sterk bruiseffect. Andere carbonaten zoals dolomiet, CaMg(CO3)2, en sideriet, FeCO3, bruisen slechts zeer traag op in verdunde koude HCl maar bruisen wel krachtig in warm zoutzuur in het labo (M.fig.5.12). Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.8 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ Uiteraard bestaan er nog vele andere fysische en chemische eigenschappen waarmee mineralen geïdentificeerd kunnen worden. De hierboven aangehaalde kenmerken zijn geselecteerd op basis van hun bruikbaarheid, om met zeer eenvoudige middelen op het terrein de meest voorkomende mineralen te kunnen herkennen. 3. Een overzicht van de mineralen Een overzicht van >4600 mineralen moet in de context van deze cursus noodzakelijkerwijze beperkt en praktisch zijn. Alhoewel de structuur van het atoomrooster het basiskenmerk is van een mineraal is de handigste en meest gebruikte classificatiemethode gesteund op de chemische formulering van het mineraal, meer specifiek op de aniongroep in het mineraal (silicaat, carbonaat, sulfaat,...). De reden voor deze ogenschijnlijke tegenstelling is dat de aniongroepen de vorming van de roosterstructuren sterk beïnvloeden. 3.1. Elementen Er komen slechts een twintigtal elementen voor in de natuur die op zichzelf mineraalpartikels vormen. De belangrijkste voorbeelden zijn de gedegen metalen Fe (bv. in ijzermeteorieten) en Cu (werd al tijdens bronstijd op Cyprus gewonnen), de edele metalen Au, Ag, Pt, de semimetalen As en Bi, en de lichte elementen C en S. Het typisch gele zwavel (S) komt vooral voor waar vulkaangassen ontsnappen (hoofdstuk stollingsgesteenten). De verschillende stapeling van de C atomen in het rooster van diamant en grafiet (C) is weerspiegeld in het dichtheid van beide, grafiet (2,2) en diamant (3,5) (M.fig.5.10). Diamant wordt o.a. teruggevonden in kimberliet intrusiepijpen (ultramafisch stollingsgesteente; M.box5.3). De diamanten worden op een diepte van 140-190 km, in de asthenosferische mantel, gevormd waar de druk voldoende groot is. Het vormingsproces heeft men ook experimenteel kunnen nabootsten. Diamanten worden door magmaopwellingen vanaf die diepte, naar de oppervlakte meegebracht. Door de snelle opwaartse verplaatsing van het magma wordt diamant niet omgezet in de lage druk polymorf grafiet. Door verwering en erosie worden de diamanten uit de kimberliet (of uit het resulterende vulkanische gesteente) gespoeld en concentreren ze zich door hun hoge dichtheid in placers, grofkorrelige afzettingen in rivierbeddingen (hoofdstuk sedimenten). Bij diamanten en edelstenen wordt “karaat” als massaaanduiding gebruikt. 1 karaat is 200 mg. Bij goud daarentegen is het de zuiverheid die als karaat uitgedrukt wordt. Honderd procent zuiver goud wordt als 24 karaat aangeduid. Goud is in de natuur steeds gemengd met vooral zilver en ook koper en ijzer. Goud van 20 karaat betekent dan een verhouding van 20 delen goud en 4 delen bijmenging. 3.2. Sulfiden Deze mineraalklasse omvat een groot aantal mineralen die dikwijls in ertsafzettingen voorkomen. Bijna alle metallische elementen vormen een verbinding met sulfide. De sulfiden zijn gereduceerde verbindingen die kunnen oxideren in aanwezigheid van zuurstof. Het meest in de natuur verspreide mineraal uit deze groep is pyriet (FeS2). Zijn polymorf marcasiet komt minder vaak voor maar zonder laboratoriumbepaling is het moeilijk van pyriet te onderscheiden. Pyriet komt zeer vaak voor in sedimenten en gesteenten, als duidelijk  Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.9 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ herkenbare kristallen, fijn verdeeld in het gesteente, in knolvorm of als verkitting van graafsporen van organismen in een sediment. Bij oxidatie door blootstelling aan de lucht of zuurstofrijk water ontstaan sulfaten en vrije Fe3+-ionen. Door de onoplosbaarheid van Fe3+ in het pH bereik van natuurlijke waters worden dan roestbruine neerslagen (limoniet, zie oxiden en hydroxiden) gevormd die grotendeels amorf zijn. Maatschappij: In watervoerende lagen kan door de wisselende afpompingsdiepte oxidatie van het aanwezige pyriet optreden. Daardoor verslechteren niet alleen sulfaten en ijzeroxiden de waterkwaliteit, maar ook sporenelementen die vaak in pyriet ingebouwd zijn, zoals Ni, Cd, Zn, As, gaan dan in oplossing en zijn dan zeer giftig. Arsenicumvergiftiging via het grondwater is momenteel een zeer groot probleem in Bangladesh en delen van India. Dit illustreert ook hoe belangrijk gedetailleerde kennis van de ondergrond is voor het voorzien in een fundamentele levensbehoefte. Wat een duurzame oplossing voor een drinkwaterprobleem leek, blijkt dan toch haken en ogen te hebben. Deze problematiek vormt een onderdeel van de medische geologie. metaal mineraal mineraalsamenstelling Fe pyriet, marcasiet FeS2 pyrrhotiet FeS Cu chalcociet Cu2S chalcopyriet CuFeS2 borniet Cu5FeS4 Zn sfaleriet (Zn, Fe)S Sb stibniet Sb2S3 Pb galeniet PbS Ni milleriet NiS Mo molybdeniet MoS2 Hg cinnaber HgS As realgar AsS arsenopyriet FeAsS Co cobaltiet (Co, Fe)AsS Alle sulfidenertsen kunnen aan de oppervlakte oxideren waardoor mineralen gevormd worden die bestaan uit elementen afkomstig van het erts en elementen afkomstig uit het verwerende nevengesteente. Hierdoor kunnen in de oxidatiezone van een sulfidenerts complexe mineraalassociaties voorkomen. 3.3. Oxiden en hydroxiden De oxideverbindingen met ijzer zijn hematiet (Fe2O3) en magnetiet (Fe3O4) en een hydroxideverbinding met ijzer is goethiet (FeOOH). Alle drie zijn belangrijke ijzerertsmineralen. Het amorfe limoniet (= FeOOH + Fe2O3; feitelijk een mineraloïde) bestaat uit een roestbruine neerslag van ijzer die vaak wordt waargenomen als korst of film op gesteentevlakken of als neerslag uit uitlopend grondwater. Limoniet bestaat uit verbindingen van Fe3+, een mengsel van amorfe gehydrateerde ijzeroxiden (o.a. hematiet) en hydroxiden (o.a. goethiet). Het wordt gevormd wanneer Fe2+ (in oplossing of aanwezig in gereduceerde mineralen zoals pyriet) in contact komt met zuurstof en geoxideerd wordt. Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.10 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ Limoniet is het cement dat de bruine ijzerzandstenen aaneenkit die in Vlaanderen en vooral in het Hageland werden gebruikt als bouwsteen. In het Hageland is het geoxideerde ijzer afkomstig van het kleimineraal glauconiet (zie bladsilicaten) dat in zee werd gevormd en afgezet en dat ijzer bevat dat in het grondwater kan oplossen en bij oxidatie weer zal neerslaan.. Bauxiet is het belangrijkste aluminiumerts en bestaat uit een mengsel van aluminiumhydroxiden, voornamelijk de mineralen gibbsiet (Al(OH)3), diaspoor en boehmiet (polymorfen van AlOOH), met vaak nog bijmenging van limoniet. Bauxiet wordt op grote schaal gevormd in verweringsbodems door uitloging van een Al-rijk moedergesteente (bv. stollingsgesteenten met veel veldspaten; hoofdstuk verwering). Bauxiet wordt ook gewonnen voor de productie van synthetisch korund (Al2O3) dat voor schuurmaterialen en synthetische edelstenen zoals robijn dient. Natuurlijk korund wordt gevormd bij hoge temperatuur en komt dus nooit in bauxiet voor. Van korund bestaan ook verschillende edelsteenvariëteiten zoals robijn en saffier. Robijn heeft een rode kleur door de aanwezigheid van sporen chroom (dat het silicaat smaragd groen kleurt!) en de blauwe saffier wordt gekleurd door de aanwezigheid van titaanoxide insluitsels. Deze edelstenen kunnen tegenwoordig ook allemaal synthetisch nagemaakt worden. Maatschappij: Verschillende verbindingen in deze mineraalklasse zijn belangrijke industriële grondstoffen, bijvoorbeeld rutiel (TiO2 – ook gebruikt in zonnecrème) en ilmeniet (FeTiO3) voor de winning van titaan, uraniniet (UO2) als uraniumerts en cassiteriet (SnO2) als tinerts. Tin was eeuwenlang een zeer kostbaar metaal, eerst voor de productie van brons (in een legering met koper) tijdens de Bronstijd (3000-800 v.C.) en veel later voor de massaproductie van conservenblikken (nu uit ijzer en aluminium) waardoor voor het eerst in de geschiedenis grote legers langdurig en efficiënt gevoed konden worden. Momenteel staat dan weer het oxide coltan sterk in de aandacht omwille van het conflict in Oost-Congo. Coltan staat voor columbiet- tantaliet mineralen ((Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6), ook wel als ‘conflictmineralen’ bestempeld, waarin columbiet vooral het element niobium bevat en tantaliet het element tantalium. 3.4. Haliden Haliden zijn de zoutmineralen zoals haliet of steenzout (NaCl), sylviet (KCl) en carnalliet (KMgCl36H2O). Het zijn in de industrie de bronnen voor natrium, kalium, magnesium en chloor die dan op hun beurt weer gebruikt worden voor de aanmaak van andere producten. Fluoriet (CaF2) wordt gebruikt als flux (substantie met een smeltpuntverlagende eigenschap) in de metallurgie. Het komt ook in kleine hoeveelheden voor als kubische mineralen in kalksteen, vaak met violette kleur, zoals het bijvoorbeeld vaak gevonden wordt tijdens geologische excursies in de groeve van Couvinoise. 3.5. Carbonaten Het mineraal calciet (CaCO3) is het dominante bestanddeel in kalksteen en marmer. De polymorf aragoniet heeft een dichtere stapeling (dichtheid van 2,95 g/cm3) dan calciet (2,71). Calciet en aragoniet vormen het hoofdbestanddeel van de schelpen van veel organismen, zoals bivalven, slakken en koralen. In CaCO3 is er een beperkte substitutie van Ca2+ door Mg2+, Fe2+, Mn2+ of Sr2+. Daarnaast komen er, zoals bij de meeste natuurlijke mineralen ook sporenelementen voor, die ook toepassingen hebben bij bv. de herkomstbepaling (locatie steengroeve) van marmeren beelden op archeologische sites.  Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.11 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ Dolomiet (CaMg(CO3)2) is het dominante mineraal in dolomietgesteenten. Kalkstenen kunnen in verschillende mate omgezet zijn naar dolomiet door vervanging van Ca door Mg. Bij carbonaten zijn beperkte substituties mogelijk zoals bij calciet, maar ook continue samenstellingsvariaties tussen twee eindsamenstellingen. Zo bestaat er een continue vaste oplossing tussen magnesiet (MgCO3) en sideriet (FeCO3), wat wil zeggen dat Mg en Fe in alle verhoudingen kunnen combineren met het carbonaation met als eindsamenstelling FeCO 3 en MgCO3. Voor CaCO3 en MgCO3 bestaat er geen vaste oplossingsreeks: alleen de 50% vervanging van Ca door Mg in dolomiet kan zonder roosterdefecten gevormd worden (zie ppt). Smithsoniet (ZnCO3) wordt onder andere aangetroffen in het vroegere lood- en zinkmijnen van Moresnet en La Calamine in Oost-België. De bekende kopermineralen, het groene malachiet (Cu2CO3(OH)2; M.fig.5.2) en het blauwe azuriet (Cu3(CO3)2(OH)2) zijn eveneens carbonaatmineralen. 3.6. Sulfaten Belangrijke sulfaten zonder water in de verbinding zijn bariet (BaSO4) en anhydriet (CaSO4). Bariet wordt in allerlei toepassingen gebruikt omwille van het grote dichtheid (4,5 g/cm3), zoals bv. in boormodder bij diepboringen. Anhydriet wordt natuurlijk gevormd in uitdampingbekkens (hoofdstuk sedimenten). In tegenstelling tot anhydriet is gips gehydrateerd calciumsulfaat (CaSO42H2O). De naam seleniet wordt gegeven aan grotere doorschijnende gipskristallen die vaak aangetroffen worden in de oxidatiezone van kalkhoudende kleiafzettingen. De verwering (oxidatie) van pyriet zorgt voor de sulfaationen. De klei verzuurt ten gevolge van de ontbinding van het organisch materiaal dat in de klei aanwezig is. Hierdoor lost de kalk op waardoor Ca ionen vrijkomen, die dan met de sulfaten combineren tot gips (hoofdstuk verwering). Op kalkhoudende bouwstenen kan een gipskorst gevormd worden aan de oppervlakte waar het calciet reageert met een zwavelhoudende zure regen. In het nieuw gevormde gips worden stof- en roetdeeltjes als onzuiverheden ingesloten, waardoor historische gebouwen die uit lichte kalkzandsteen zijn opgetrokken een zwarte kleur krijgen. Door de gipsvorming versnelt de verwering en de afbrokkeling van de gesteenten sterk. Gips is immers zacht en enigszins wateroplosbaar. Bovendien neemt gips een groter volume in dan het calciet dat het vervangt en schilfert de buitenkant van het gesteente van het gebouw af, waardoor het verval nog versnelt. Vele waardevolle monumenten zijn op die manier in de laatste eeuw in een snel tempo aangetast geraakt. 3.7. Fosfaten De verbinding van calcium en fosfaat vormt mineralen van de mineraalgroep apatiet, dat verschillende chemische eindvarianten kent: Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) (resp. fluorapatiet, chloorapatiet, hydroxyapatiet) met een vaste oplossing tussen de eindleden. In sedimentaire afzettingen, die ongeveer drie kwart van de wereldfosfaatproductie leveren, vooral voor de kunstmestproductie, komt het fosfaat voor als een zeer fijnkorrelig apatietaggregaat. De grootste reserves van fosfaat liggen in Marokko en de Westelijke Sahara. Deze afzettingen maken deel uit van een gordel van sedimentaire fosfaten, die zich uitstrekt tot in Syrië. Ze zijn van Laat-Krijt tot Eocene ouderdom (75-50 Ma) en zijn ontstaan door opwelling van diep oceaanwater van de vroegere Tethys Oceaan dat rijk aan voedingsstoffen was en waarbij het fosfaat via de opname in beenderen en uitwerpselen in het sediment geconcentreerd werd. Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.12 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ 3.8. Silicaten Het siliciumatoom verbonden met vier zuurstofatomen (covalente binding) in een tetraëderconfiguratie is het kenmerk bij uitstek van alle silicaatmineralen (M.fig.5.16). Sommige silicaten, zoals olivijn, bestaan uit individuele Si-tetraëders die verbonden zijn met andere elementen en niet met elkaar, maar de meeste silicaten vertonen polymerisatie van deze eenheden (zoals ook bekend van organische moleculen), waarbij één of meerdere zuurstofatomen door verschillende tetraëders gedeeld worden. Zo vormen zich ketens, ringen of netwerken (2-D of 3-D) van Si-tetraëders, waardoor meerdere silicaatklassen onderscheiden kunnen worden (M.fig.5.16). In sommige veelvoorkomende lichte silicaten, zoals veldspaten en mica’s, wordt de Si gedeeltelijk door Al en andere elementen vervangen. 3.8.1. Eilandsilicaten (nesosilicaten) Bij de eilandsilicaten komen de siliciumtetraëders los van elkaar voor in het atoomrooster, er zijn dus geen gemeenschappelijke zuurstofatomen meer tussen deze siliciumtetraëders. Olivijn ((Mg,Fe)2SiO4) komt voor in SiO2–arme mafische en ultramafische gesteenten (hoofdstuk stollingsgesteenten). Olivijn komt nooit samen voor met vrije kwarts omdat in een magma een reactie tussen beide zou leiden tot de vorming van pyroxeen (vergelijk de formules!). Olivijn kan alle samenstellingen hebben tussen de twee eindsamenstellingen forsteriet (Mg2SiO4) en fayaliet (Fe2SiO4) en is dus weer een goed voorbeeld van een vaste oplossing. Forsteriet heeft echter wel een veel hogere smelttemperatuur dan fayaliet (1900 vs. 1200 OC bij atmosferische druk), hetgeen ook verklaart waarom mantelgesteente (peridotiet) zo rijk is aan het lichte element magnesium: bij de stolling van de aarde en de vorming van de mantel werd een groot deel van het magnesium in peridotiet gebonden (slides bij hoofdstuk Ontstaan aarde). Andalusiet, sillimaniet en kyaniet zijn drie polymorfen van Al2SiO5 (het kation is Al2O4+) die voorkomen in metamorfe gesteenten. De drie polymorfen hebben telkens een eigen druk-temperatuur stabiliteitsdomein waardoor ze kunnen gebruikt worden om de vormingscondities van de metamorfe gesteenten waarin ze voorkomen te achterhalen (hoofdstuk metamorfe gesteenten). Zirkoon (ZrSiO4) is een ander belangrijk eilandsilicaat en is de voornaamste bron van zirkonium en van Hf (hafnium) dat als vervangingen in het atoomrooster voorkomt. Zirkoon wordt gewonnen uit strandzanden die door de golfwerking zodanig gesorteerd worden dat de zware zirkonen (4,65 g/cm3) zich concentreren in stroken, deels gescheiden van de overgrote hoeveelheid kwartskorrels (2,65 g/cm3). Zirkoon is zo goed bestand tegen chemische verwering (nog beter dan kwarts) dat zirkoon als zwaar mineraal in bijna alle zanden aanwezig is. Zirkonen worden ook vaak gebruikt voor de radiometrische datering van zeer oude stollingsgesteenten (hoofdstuk stratigrafie). Granaat is een groep van mineralen met wisselende chemische samenstellingen en de algemene structuurformule A3B2(SiO4)3 met op de A positie Ca2+, Mg2+, Fe2+ of Mn2+ en op de B positie Al3+, Fe3+ of Cr3+. Granaten zijn vooral bekend als goedkopere edelstenen. Granaten worden soms ook als schuurmiddel aangewend omwille van de grote hardheid (7 tot 7,5) en de afwezigheid van splijtingen. Ze worden gevormd in metamorfe en stollingsgesteenten. 3.8.2. Strikjessilicaten (sorosilicaten) In de roosterstructuur van deze silicaten zijn de tetraëders per twee gegroepeerd waarbij die twee telkens één zuurstofatoom gemeenschappelijk hebben (daarom hier voor de eenvoud strikjessilicaten genoemd). De voornaamste mineraalgroep met deze structuur is de  Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.13 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ epidootgroep. De pistachegroene epidoot komt voor in metamorfe gesteenten en in hydrothermaal verweerde gesteenten (hoofdstuk metamorfose), zoals ook in de porfier van Quenast (bekend van de kasseien), waar het een hydrothermaal verweringsproduct is van de plagioklaas en hoornblende in het oorspronkelijke magmatische gesteente (hoofdstukken stollingsgesteenten en verwering) 3.8.3. Ringsilicaten (cyclosilicaten) De aaneengeschakelde siliciumtetraëders van ringsilicaten vormen ringstructuren. Het belangrijkste mineraal binnen deze groep is toermalijn (Na(Mg, Fe)3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4). Dit mineraal komt slechts sporadisch voor in stollingsgesteenten, maar het kan geconcentreerd zijn in een speciaal type van aders (pegmatieten) die als laatste uit een magma uitkristalliseren (hoofdstuk stollingsgesteenten). Dat is ook de reden van de inbouw van het metalloïde element boor in toermalijn omdat boor vanwege zijn chemische eigenschappen nauwelijks ingebouwd kan worden in de meer algemeen voorkomende silicaten. Hierdoor concentreert het boor zich in de resterende magma waaruit toermalijn uitkristalliseert. 3.8.4. Ketensilicaten (inosilicaten) Er zijn twee typen ketensilicaten, de pyroxenen met enkelvoudige ketens en de amfibolen met dubbele ketens. De atomaire structuur van de pyroxenen kan beschreven worden als ketens van siliciumtetraëders die elk twee zuurstofatomen gemeenschappelijk hebben met twee andere tetraëders die op eenzelfde manier georiënteerd zijn. De amfibolen bestaan uit stroken van twee langs elkaar liggende ketens die zuurstofatomen met elkaar gemeen hebben. Op basis van deze structuur kan je afleiden dat pyroxenen als formule Si2O64- bevatten en amfibolen Si4O116-. In handstukken zijn amfibolen en pyroxenen vaak niet goed van elkaar te onderscheiden. In slijpplaatjes is dat door de verschillende optische eigenschappen echter vrij eenvoudig. Hoornblende is het meest voorkomende mineraal uit de amfiboolgroep. Diopsied (CaMgSi2O6) en augiet zijn vaak voorkomende mineralen uit de pyroxeengroep. Samen met olivijn (eilandsilicaat) en biotiet (bladsilicaat) zijn amfibolen en pyroxenen de voornaamste donkergekleurde en (behalve biotiet) ook relatief zware gesteentevormende mineralen (densiteit 3-3,3 g/cm3) (hoofdstuk stollingsgesteenten). Sommige amfibolen hebben een vezelige habitus net zoals de vezelige serpentienmineralen, die echter tot de bladsilicaten behoren. Beide soorten vezelige mineralen worden aangeduid als asbest. Asbest is dus een verzamelbegrip voor structureel verschillende maar uiterlijk gelijkaardige vezelige mineralen. Maatschappij: Asbest werd veel verwerkt in o.a. asbestcementelementen, die hun sterkte halen uit de vezelstructuur van het asbest. De inademing van asbeststof kan aanleiding geven tot asbestose en longkanker, ziektes die veroorzaakt worden door de inademing van fijne asbestvezels die zich in de longen nestelen. Bij de ontginning van groeves waarin vezelige amfibolen voorkomen moet de stofbeheersing daarom zeer strikt zijn (M.box5.2). Tegenwoordig worden andere materialen gebruikt, maar de aanwezigheid van asbest in en op veel oudere gebouwen (t/m jaren ’80; vooral in daken van golfplaat of eternietpannen) zal nog lang een grote maatschappelijke kost leveren. Geologie / academiejaar 2024-2025 / 4.14 - Mineralen _______________________________________________________________________________________________________________ 3.8.5. Bladsilicaten (phyllosilicaten) - Algemeen: structuur en eigenschappen Het basismotief van de kristalroosteropbouw van de bladsilicaten is de combinatie van een laag in stroken aaneengeschakelde Si-tetraëders (T) met daaraan gebonden een laag Al- of Mg-octaëders (O). De basis van de Si-tetraëderlaag bestaat uit zuurstofatomen. De toppen van de gelijkgerichte tetraëders (zuurstofatomen) vormen tegelijkertijd ook de basis van de octaëderlaag. Waar er geen top van een tetraëder aan de octaëderlaag gebonden is, bestaat de basis van de octaëderlaag uit hydroxylgroepen, net zoals de bovenzijde van de octaëderlaag. De hierboven beschreven structuur is de meest eenvoudige bladstructuur die bij de bladsilicaten wordt teruggevonden. Mineralen uit deze groep zijn allemaal opgebouwd uit de herhaling van gelijkaardige basismotieven, zoals T-O-T (ofwel 2:1) bladsilicaten zoals chloriet en T-O (ofwel 1:1) bladsilicaten zoals kaoliniet. De groep van de bladsilicaten bevat twee belangrijke subgroepen, mica’s en kleimineralen. De mica's kunnen uitgroeien tot kristallen van normale grootte zoals het doorschijnende muscoviet en het zwarte biotiet, vermiculiet en chloriet. In pegmatieten kunnen soms enorme kristallen van muscoviet gevonden worden, tot maar liefst 15 m 3(!) in een groeve in India. De kleimineralen zijn daarentegen zeer klein,