C2 kv ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 2

KHOÁNG VẬT


2.1. Khái niệm chung
• Vật chất
• Nguyên tử
• Các lực liên kết nguyên tử
2.2. Khoáng vật
• Tính chất vật lý của khoáng vật
• Sự hình thành khoáng vật
• Các nhóm khoáng vật
• Đá – tập họp các khoáng vật


Khái niệm chung
• Vật chất- các trạng thái của vật chất
• Nguyên tử
• Các lực liên kết nguyên tử


Trị số clark
•
•
•
•
•
•
•
•

O
Si
Al
Fe
Ca
Na
Mg
K

49.5%
25.75
7.15
4.70
3.39
2.64
1.94
2.43

Frank
Wigglesworth
Clarke


2.2. Khống vật
Khoáng vật là sản phẩm vô cơ đồng
nhất, xuất hiện trong tự nhiên, có
thành phần hóa học, tính chất vật lý
nhất định và kiến trúc tinh thể phân
biệt rõ ràng.

Hờng ngọc (ruby) nhân tạo, kim cương cơng nghiệp
v.v.. không được coi là khoáng vật.
- 2500 khoáng vật (gần 50 khoáng vật phở biến tham
gia vào quá trình tạo đá)
- Hợp chất hóa học, một số ít khống vật là các
nguyên tố tự nhiên, như đồng tự sinh, vàng tự sinh


Khoáng vật là những đơn vị cấu tạo nên đá.

Đá granite cấu tạo bởi
khoáng
vật
feldspar,
thạch
anh,
mica
và
amphibole ở các tỷ lệ
khác nhau.

Biotite
KAl2(AlSi3
O10)(OH)2

Plagioclase
(CaAl2Si2O8
NaAlSi3O8)

Granite

Thạch anh
(SiO2)

Đá được phân biệt với
khoáng vật bởi đá có
thành phần không đồng
nhất, còn khoáng vật có
thành phần hóa học nhất

Calcite
(CaCO3)


Trong tự nhiên khoáng vật tồn tại chủ yếu
ở thể rắn, một số ít ở thể lỏng như Hg,
hoặc H2S và CO2 ở thể khí.
Thành phần khoáng vật được xác định
bởi công thức hóa học của nó, như halite
(NaCl), thạch anh (SiO2), và olivine (Mg,
Fe)2[SiO4] (ion âm được đặt trong dấu
ngoặc vuông để phân biệt với ion dương).

Hình thái, cấu trúc

+ Dạng kết tinh chủ yếu của khoáng
vật ở thể rắn, trong đó các ion hoặc
nguyên tử, phân tử cấu tạo nên
khoáng vật sắp xếp theo qui luật tuần
hoàn trong không gian  hình dạng tinh

thể bên ngoài hoàn toàn phù hợp với
kiến trúc bên trong của khoáng vật.


+ Khoáng vật ở trạng thái vô định hình
hay vô tinh: khi các ion nguyên tử trong
khoáng vật sắp xếp không theo một
trật tự nào hết
Các tinh thể phát triển cản trở nhau 
mất đi dạng tinh thể hay chỉ phát triển
thành vài mặt tinh thể phẳng
+ Khoáng vật dạng keo: ở trạng thái keo
hoặc từ chất keo kết tinh lại, hạt keo có
kích thước từ 1- 100mµ hòa tan trong nước,
do ngưng tụ các chất keo, hoặc do sự khô
cạn, ngưng kết và tăng nhiệt độ, các hoạt
động của sinh vaät. . .


Dạng tinh thể
Tinh thể là vật thể do các phân tử như ion, nguyên tử, phân
tử phân bố một cách có qui ḷt t̀n hoàn trong khơng gian
tạo nên

Tinh thể KV được cấu tạo bởi các đa diện nhất
định, gồm:
- Mặt tinh thể (mặt giới hạn tinh thể),
- Cạnh (giao tuyến của hai mặt) và
- Đỉnh tinh thể (giao điểm của các cạnh).
Đặc điểm nổi bật của tính thể là tính đối xứng

= sự cân đối giữa các mặt, các cạnh và các
đỉnh.

Kíên trúc KV phụ thuộc: thành phần hóa
học, tính chất các ion, nguyên tử, phân tử
và mối liên kết hóa học của chúng. Nhiệt
độ và áp suất thay đổi  kíên trúc có thể
thay đổi  tính chất vật lý của khoáng vật


Than chì (C) và kim cương
(C)
Tính
Kim cương
chất
Tinh hệ
Màu
Độ trong
suốt
Độ cứng
Tỷ trọng

Than chì

Lập phương
Lục phương
Không màu hoặc Đen
có màu
Không trong
Trong suốt

suốt
10
1
3,5 – 3,55
2.09 – 2.23

1

10


Tinh
hệ

3
xiên

1
xiên

Thoi

3
4
6
Lập
phương phương phương phương

Thể
ngun

thủy

Các tinh hệ cơ bản của tinh thể
Hệ lập phương: tinh thể là khối lập phương có 6 mặt vuông.
Hệ 6 phương: tinh thể là lăng trụ thẳng, 2 đáy hình lục giác, 4 mặt
bên hình chữ nhật.
Hệ 4 phương: tinh thể là lăng trụ thẳng, hai đáy hình vuông, 6 mặt
bên hình chữ nhật.
Hệ 3 phương: tinh thể là lăng trụ thẳng, tất cả các mặt đều là
những hình thoi = nhau.
Hệ thoi: tinh thể là lăng trụ thẳng, 2 đáy là hình thoi, 4 mặt bên
là hình chữ nhật.
Hệ 1 xiên: tinh thể là lăng trụ nghiêng, 2 đáy là hình thoi, 4 mặt
bên là hình bình hành.
Hệ 3 xiên: tinh thể là lăng trụ nghiêng, đáy và các mặt bên là
hình bình hành (các góc không bằng nhau).



Thạch cao

Topaz

Garnet

Pyrite


Trong tự nhiên, khoáng vật thường xuất
hiện ở dạng đám tinh thể riêng lẻ tụ tập

với nhau = tập họp tinh thể. Một tập họp có
thể chỉ gồm một loại khoáng vật (đơn
khoáng) hay tập họp một số khoáng vật
khác nhau (đa khoáng).

Muscovite

Pyrolusite

Thạch anh


Nét đặc trưng của tinh thể là có cấu trúc mạng, do các
hạt vật chất sắp xếp có qui luật trong không gian theo
các nút mạng để tạo thành ô mạng trong không gian.
Mỗi tinh thể có một ô mạng riêng.

Dạng lập phương của tinh thể muối là kết quả của
sự sắp xếp đều đặn của các ion Na và Cl cấu tạo
nên tinh thể


“Khoáng vật” hay “Không phải khoáng vật”

Ice, H2O ?

Mineral

Liquid H2O ?

Các yếu tố đối xứng của tinh thể
Điểm, một mặt phẳng hay một đường thẳng mà qua
nó (đối với điểm hoặc mặt) hoặc quanh nó (đối với
đường) các phần tử bằng nhau lặp lại theo một quy
luật.
+ Tâm đối xứng, ký hiệu C, là một điểm mà một đường
thẳng bất kỳ qua nó bao giờ cũng cắt hình ở hai điểm
cách đều ở hai bên nó.
+ Mặt đối xứng P chia hình làm 2 phần bằng nhau và
mỗi phần như ảnh của phần kia qua mặt gương P



Tính chất vật lý của KV
Gồm: màu, dạng tinh thể, cát khai,
ánh, vết vạch, độ cứng và một số
tính chất khác.
Màu
Thành phần hóa học của khoáng
vật có chứa các nguyên tố mang
màu.
Màu của khoáng vật tuỳ thuộc vào
sự sắp xếp của các nguyên tử
nhất định,
Khoáng vật bị nhiễm bẩn bởi các
tạp chất nhỏ li ti mang màu phân


Tính cát khai là sự vỡ tách

theo 1 mặt tinh thể nào đấy
khi bị ngoại lực tác dụng.
Mặt bóng nhẵn là mặt cắt
khai, thường là song song
với một mặt tinh thể.

Cát
khai
của
calcite
khi bị
đập
vỡ

Mối quan hệ giữa kiến
trúc và cát khai của tinh
thể Halite (NaCl)

Cát khai của
Fluorite, Halite,
Calcite