Vissza
Vissza a kiállítási lapra
Nyitó lap

 

Az ásványok világa

 

A miskolci Herman Ottó Múzeum utazó kiállítása általános és középiskolák számára

 

 

1. Mi az ásvány és mi a kőzet?

 

A Föld kialakulása és fejlődése során alapvető fontosságú volt a szilárd földkéreg létrejötte. Ez a folyamat évmilliárdokkal ezelőtt kezdődött, de napjainkban is fokozatos átalakuláson megy keresztül. Ehhez hasonlóan szilárd anyagok vesznek részt a Naprendszerben, az ún. Föld típusú bolygók (Merkúr, Vénusz, Mars), illetve egyes bolygók körül keringő holdak felépítésében. A kozmikus térből hozzánk érkező meteoritok szintén szilárd anyagokból állnak, ezeket egykori égitestek maradványainak tartjuk. A bolygók és holdak szilárd kérge, illetve a meteoritok anyaga mindenütt alapvetően ásványokból áll.

Az ásványok tehát természetes úton képződött (képződő), határozott kémiai összetétellel és rendezett szerkezettel rendelkező szilárd vegyületek, sokkal ritkábban elemek. Tekintettel azonban arra, hogy ezek a vegyületek (és elemek), mivel nem laboratóriumi tisztaságú viszonyok között jönnek létre, az ideálistól (az ideális kémiai összetételtől és az ideális kristályszerkezettől) többé-kevésbé szinte mindig eltérnek. Épp az ideálistól való eltérések eredményezik roppant sokféleségüket. Ha egy-egy fizikai, morfológiai vagy kémiai sajátság látványosan eltér az ideálistól, azt sokszor külön névvel illetjük. Ezek lesznek az ásványok változatai. A földkéreg egyik leggyakoribb ásványa, a kvarc (kémiai képlete SiO2; kristályrendszere trigonális) például ideálisan színtelen, de kristályszerkezeti torzulások vagy nyomelemek jelenléte által sokszor színesen jelenik meg. A lila színű kvarc neve például ametiszt, a sárgáé citrin, a füstszínűé füstkvarc, sőt ebben az esetben még a színtelennek is van változatneve: ez a hegyikristály. A kvarc koncentrikusan sávos, mikrokristályos változata az achát, míg rostos, sárgásbarna változatának neve tigrisszem. A legelterjedtebb karbonátásvány, a kalcit például a karbonátion mellett ideális esetben csak kalciumot tartalmaz (kémiai képlete CaCO3; kristályrendszere trigonális), de a természetben a kalciumot sokszor helyettesíti több-kevesebb mangán. A mangántartalmú kalcit változatneve épp emiatt sokáig manganokalcit volt.

Az ásványok speciális változatai a drágakövek. Ezeket a ritkaságuk, szépségük, ebből adódóan a drágaságuk emeli ebbe a kategóriába. Fontos azonban megjegyezni, hogy a drágakövek közé nemcsak ásványok tartoznak, hanem tisztán biológiai úton képződött anyagok (korall, gyöngy) vagy akár mesterséges anyagok („szintetikus kövek”) egyaránt. (A szintetikus gyémánt ugyanolyan szépségű lehet, mint a természetes gyémánt, más kérdés, hogy ezek értéke kisebb, lévén ezekből elvileg bármennyi előállítható.)

Nem tartoznak az ásványok közé a tisztán biológiai úton létrejött anyagok. Jó példa ezekre a csigák vagy kagylók háza. Nem ásványok egyes növények gyantái, még akkor sem, ha az idők során megkeményednek (gyanták = borostyánok). A fenti meghatározás szerint nem tarthatjuk ásványoknak az ember által előállított szilárd anyagokat sem. Hiszen ezek a mesterséges anyagok, bár kémiai összetételüket vagy kristályszerkezetüket tekintve teljesen hasonlóak lehetnek a természetben képződöttekhez, nem természetes úton jöttek létre. Nem tartoznak az ásványok közé a folyékony vagy légnemű vegyületek (és elemek) sem, ez alól egyetlen kivétel van, a higany. A víz tehát ennek alapján nem ásvány, de a megfagyott víz, amit jégnek nevezünk már igen.

Az ásvány fogalmának tisztázása után írjunk néhány szót az eddig ismert ásványok számáról és elterjedéséről. Jelenleg hozzávetőleg 4200 ásványt (ásványfajt) mutattak ki, és évente 50-60 újabbat találnak a kutatók. A Földön kívüli ásványok ismerete még gyerekcipőben jár, leginkább a Hold ásványairól rendelkezünk adatokkal. Ezek alapján száz körüli a Földön kívül meghatározott ásványok száma. Vajon miért ismerünk ennél nagyságrendekkel több ásványt a Földön? Ennek fő oka nyilvánvalóan az, hogy az itteni anyagokhoz lényegesen jobbak a hozzáférési lehetőségeink. Másik oka az lehet, hogy az ásványok létrejöttében nagy szerepet játszik a hidroszféra, atmoszféra és bioszféra (a víz, a levegő és az élőlények jelenléte). Ezt látszik alátámasztani az, hogy a Föld mélyebb rétegeiben csupán csak néhány száz ásványt ismerünk. Minden bizonnyal a földkéregnek a bioszférával, atmoszférával és hidroszférával való kölcsönhatása eredményezi a Föld felszínén és a felszínközelben található nagy ásványgazdagságot.

Az ásványok sokfélesége emberemlékezet óta az ásványok csoportosítására sarkallta az embert. Csoportosították őket a színük (például zöld kövek, sárga kövek, kék kövek), vagy a felhasználhatóságuk (pl. festékföldek, gyógyító kövek, fémek) szerint. Az ásványok „tudományos” csoportosításával már az ókor gondolkodói foglalkoztak, ennek során leginkább fémek, földek, kövek, drágakövek, fosszíliák csoportosítást alkalmaztak. Ebbe az „ásványdefinícióba” tehát még beletartoztak a mai értelemben vett kőzetek és ősmaradványok is. A valóban tudományos ásványtan a 20. század eleje óta kémiai és kristályszerkezeti alapon rendszerezi az ásványokat. Ennek alapján a következő tíz ásványosztályt különböztetjük meg: (termés)elemek, szulfidok, oxidok és hidroxidok, halogenidek, karbonátok és nitrátok, borátok, szulfátok, foszfátok és arzenátok, szilikátok, végül szerves ásványok.

Az egyes ásványok (vagy ásványcsoportok) elterjedésében, gyakoriságában – miként a kémiai elemek esetében is - óriási különbségek vannak. A földkéreg ásványos összetételére készült becslések szerint a földpátok 38%, a piroxének 18%, a kvarc 12%, az olivinek 7%, a rétegszilikátok 7%, az amfibolok 5% körüli mennyiséget képviselnek. Tehát néhány, a szilikátok osztályába tartozó ásványcsoport (és a kvarc) közel 90%-kal részesedik a földkéreg felépítéséből! Az összes többi ásvány összességében kb. 10%-ot képvisel. Egy-egy ásványosztályon belül is rendkívül nagy gyakorisági különbségek vannak, így például a karbonátoknak közel 90%-a kalcit. Nagyon nagy szerencse, hogy számos ásványnak – dacára földkéregbeli roppant kis mennyiségének – jelentős dúsulási hajlama van és ennélfogva nagyobb telepeket alkothatnak. Ez igaz például a szulfidokra, melyek gyakorisága a földkéregben együttesen sem több mint 0,2%. Ha ez nem így lenne, nagyon közönséges fémeinket (pl. ólom, cink, ezüst, antimon), melyek forrásai főként szulfidok, nem tudnánk gazdaságosan kinyerni ásványaikból.

 

A kőzetek ásványok keverékei, melyek alapvetően nagy földtani folyamatok során képződnek. Kőzetekből állnak hegységeink, dombságaink, és alföldjeink egyaránt. De kőzetek alkotják az óceánok, tengerek aljzatát is. Bár a természetben, mint fentebb láttuk, jelenleg mintegy 4200 ásványt ismerünk, ehhez képest az ismert kőzetek száma csak néhány száz. Ennek fő oka, hogy döntően csak elenyésző számú ásvány vesz részt a nagy földtani folyamatok során a kőzetképződésben. Ezeket a nagy gyakoriságú, fentebb már említett ásványokat nevezzük kőzetalkotó ásványoknak. Az elterjedtebb kőzetalkotó ásványok száma azonban csupán 10-20 közötti!

A kőzetek döntő része két vagy több ásvány kémiai értelemben vett keveréke. A kőzetek elnevezésének alapja eszerint az ásványos összetétel, illetve az ebből következő kémiai összetétel meghatározása. A kőzeteket azonban emellett a kőzetalkotó ásványi elegyrészek egymáshoz viszonyított elhelyezkedése, relatív és abszolút mérete (vagyis szövete) alapján is osztályozzák. Itt fontos megjegyezni, hogy a kőzetek felépítésében esetenként nemcsak ásványok vesznek részt. Különösen a felszínen vagy felszínközelben gyorsan megszilárduló vulkáni kőzetekben találunk üvegszerű megjelenésű, rosszul kristályos szerkezetű, változó kémiai összetételű elegyrészeket (ezt éppen emiatt nevezik kőzetüvegnek). Olykor az is előfordul, hogy teljesen üveges megjelenésű a kőzet (pl. obszidián). Sőt meteoritok becsapódásakor, a kőzetanyag hirtelen megolvadása során is képződnek üvegszerű kőzetek (pl. tektit). Meg kell még említeni, hogy vannak kőzetek, melyek alapvetően csak egy ásványból állnak, de ezek kivételeknek számítanak. Ilyen a díszítőkőnek évezredek óta felhasznált márvány, mely kalcitkristályok milliárdjaiból épül föl.