TÀI LIỆU VỀ CÁT KHAI VÀ ĐÁ QUÝ

Thuật ngữ "khoáng vật" bao hàm cả thành phần hóa học của vật liệu lẫn cấu trúc khoáng vật.. Các khoáng vật có thành phần hóa học thay đổi từ dạng các nguyên tố hóa học tinh khiết và cácm

nh trong tinh th á quý Thông th ng các m t ph ng này n m gi a các l p nguyên t ho c

theo các v trí có liên k t nguyên t y u nh t và luôn luôn song song v i các m t tinh th có thị ế ử ế ấ ớ ặ ể ể

g p trong tinh th Các m t cát khai không hoàn toàn nh n bóng nh m t tinh th m c dùặ ể ặ ẵ ư ặ ể ặchúng r t n nh và ph n chi u ánh sáng ấ ổ đị ả ế đều M t s l nộ ố ớ khoáng vật có tính n ng tách vă ỡtheo m t ho c vài phộ ặ ương khác nhau dưới tác d ng c a m t l c c h c.ụ ủ ộ ự ơ ọ

Tham khảo: Khái niệm hệ tinh thể trong đá quý

Tùy theo ch t lấ ượng c a m tủ ặ cát khai (m c ứ độ tách d dàng), ngễ ười ta phân bi t:ệ

o Cát khai rất hoàn toàn, khi khoáng vật dễ dàng tách vỡ thành tấm, lớp dọctheo những mặt phẳng nhẵn bóng như gương Ví dụ: Mica, thạch cao

o Cát khai hoàn toàn: khi khoáng vật tác vỡ dưới tác dụng một lực cơ học (bịđập nhẹ), mặt cát khai bằng phẳng và có ánh Ví dụ: calcite, topaz

o Cát khai trung bình: khi mặt tách vỡ có chất lượng thay đổi, chỗ phẳng, chỗsần sùi Những chỗ không bằng phẳng là vết vỡ Ví dụ: felspat, amphibol

o Cát khai không hoàn toàn: trường hợp này rất khó phát hiện mặt cát khaiphẳng Ví dụ: apatit, casiterit

o Nhiều khoáng vật đá quý hoàn toàn không có cát khai, chỉ có vết vỡ vỏ sònhưcorindon, beryl…

Ngoài m c ứ độ cát khai còn c n ph i phân bi t phầ ả ệ ương (các phương) cát khai, góc gi a cácữ

phương cát khai Các d u hi u này c ng giúp ích nh t nh trong giám nh á quý Víấ ệ ũ ấ đị đị đ

d ,ụ topaz là lo i á quý cát khai hoàn toàn theo m t c s ; calcit cát khai hoàn toàn theo cácạ đ ặ ơ ở

m t thoi;ặ kim cương có cát khai hoàn toàn theo 4 phương song song v i các m t c a hình bátớ ặ ủ

di n; pyroxen cát khai t t theo hai phệ ố ương c t nhau m t góc 90 °, trong khi amphibol có cácắ ộ

phương cát khai c t nhau m t góc 120 °.ắ ộ

Các phương cát khai khác nhau trong đá quý

a Theo hình kh i l p phố ậ ương (vd: halit);

b Theo hình tám m t (vd: kim cặ ương);

c Theo hình m t thoi (vd: calcit);ặ

d Theo m t c s (vd: topaz);ặ ơ ở

e Theo hình l ng tr (vd:ă ụ spodumen)

Ngoài ý ngh a giám nh,ĩ đị tính cát khai c ng c n ũ ầ đượ ưc l u tâm khi ch tác á quý Thôngế đ

thường khi ch tác á quý ki u mài giác (faceted), ngế đ ể ười ta không bao gi ờ để cho m t bànặ(table) song song v i phớ ương cát khai, vì chúng r t d b v tách theo phấ ễ ị ỡ ương này Ví d nhụ ưtopaz luôn có phương cát khai hoàn toàn song song v i m t c s vì v y khi ch tác topaz taớ ặ ơ ở ậ ế

ph i tránh không ả để ặ m t bàn song song v i phớ ương này

Tính cát khai của một số đá quý

mô t các tinh th , hình d ng bên ngoài c ng nh tính i x ng bên trong c a chúng

thường được liên h v i các tr c tệ ớ ụ ưởng tượng g i là tr c tinh th h c D a trên ọ ụ ể ọ ự độ dài c a cácủ

tr c tinh th h c (ký hi u là a,b,c, trong ó tr c c luôn là tr c th ng ụ ể ọ ệ đ ụ ụ ẳ đứng t trên xu ng dừ ố ưới,

tr c a n m ngang t sau ụ ằ ừ đến trước và b- tr c n m ngang t trái sang ph i) và góc gi a các tr cụ ằ ừ ả ữ ụ(ký hi u làệ ,α vàβ ), các tinh th γ ể được chia thành 7 h tinh th (tinh h ) v i các hình d ng ệ ể ệ ớ ạ đặc

tr ng khác nhau.ư

H l p ph ệ ậ ươ ng

Ba tr c vuông góc v i nhau và có ụ ớ độ dài b ng nhau:ằ

a=b=c; = = =90 °α β γ

Nh ng hình ph bi n là hình l ng tr 4 phữ ổ ế ă ụ ương k t h p v i hình hai m t, tháp ôi b n phế ợ ớ ặ đ ố ương,

kh i hai t m t hình thang b n phố ư ặ ố ương, và h n h p (hình 2.12).ỗ ợ

H sáu ph ệ ươ ng

Có 4 tr c, 3 tr c n m ngang có ụ ụ ằ độ dài b ng nhau và c t nhau thành góc 60 ° trong cùng m tằ ắ ộ

m t ph ng, tr c th 4 (th ng ặ ẳ ụ ứ ẳ đứng) vuông góc v i m t ph ng ó và có ớ ặ ẳ đ độ dài khác ba tr c kia:ụ

a1=a2=a3≠c; = = =90 °,α β γ =120 °γ

Nh ng hình thữ ường g p là l ng tr sáu phặ ă ụ ương, tháp ôi sáu phđ ương, kh i hai t m t hìnhố ư ặthang sáu phương và h n h p (hình 2.13)ỗ ợ

n u m t tinh th song song v i m t tr c tinh th và c t hai tr c kia thì ký hi u tế ặ ể ớ ộ ụ ể ắ ụ ệ ương ng c a nóứ ủ

s là (Okl),(hOl) và (hkO) tùy theo nó song song v i tr c nào.ẽ ớ ụ

Nh ta có th th y, t h l p phư ể ấ ừ ệ ậ ương đến h ba nghiêng, tính ệ đối x ng c a tinh th gi mứ ủ ể ả

xu ng, h l p phố ệ ậ ương có tính đố ứi x ng cao nh t, h ba nghiêng th p nh t Ngấ ệ ấ ấ ười ta chia 7 hệtinh th thành 3 nhóm:ể

• Nhóm đối xứng bậc cao: hệ lập phương

• Nhóm đối xứng bậc trung: các hệ bốn phương, sáu phương và ba phương

• Nhóm đối xứng bậc thấp: các hệ trực thoi, một nghiêng và ba nghiêng

Daquyvietnam,

mô t các tinh th , hình d ng bên ngoài c ng nh tính i x ng bên trong c a chúng

thường được liên h v i các tr c tệ ớ ụ ưởng tượng g i là tr c tinh th h c D a trên ọ ụ ể ọ ự độ dài c a cácủ

tr c tinh th h c (ký hi u là a,b,c, trong ó tr c c luôn là tr c th ng ụ ể ọ ệ đ ụ ụ ẳ đứng t trên xu ng dừ ố ưới,

tr c a n m ngang t sau ụ ằ ừ đến trước và b- tr c n m ngang t trái sang ph i) và góc gi a các tr cụ ằ ừ ả ữ ụ(ký hi u làệ ,α vàβ ), các tinh th γ ể được chia thành 7 h tinh th (tinh h ) v i các hình d ng ệ ể ệ ớ ạ đặc

H b n ph ệ ố ươ ng

Ba tr c vuông góc v i nhau, 2 tr c n m ngang có ụ ớ ụ ằ độ dài b ng nhau, tr c th ng ằ ụ ẳ đứng có độ dài

l n h n ho c nh h n 2 tr c kia:ớ ơ ặ ỏ ơ ụ

a=b c;≠ = = =90 °α β γ

Nh ng hình ph bi n là hình l ng tr 4 phữ ổ ế ă ụ ương k t h p v i hình hai m t, tháp ôi b n phế ợ ớ ặ đ ố ương,

kh i hai t m t hình thang b n phố ư ặ ố ương, và h n h p (hình 2.12).ỗ ợ

H sáu ph ệ ươ ng

Có 4 tr c, 3 tr c n m ngang có ụ ụ ằ độ dài b ng nhau và c t nhau thành góc 60 ° trong cùng m tằ ắ ộ

m t ph ng, tr c th 4 (th ng ặ ẳ ụ ứ ẳ đứng) vuông góc v i m t ph ng ó và có ớ ặ ẳ đ độ dài khác ba tr c kia:ụ

a1=a2=a3≠c; = = =90 °,α β γ =120 °γ

Nh ng hình thữ ường g p là l ng tr sáu phặ ă ụ ương, tháp ôi sáu phđ ương, kh i hai t m t hìnhố ư ặthang sáu phương và h n h p (hình 2.13)ỗ ợ

n u m t tinh th song song v i m t tr c tinh th và c t hai tr c kia thì ký hi u tế ặ ể ớ ộ ụ ể ắ ụ ệ ương ng c a nóứ ủ

s là (Okl),(hOl) và (hkO) tùy theo nó song song v i tr c nào.ẽ ớ ụ

Nh ta có th th y, t h l p phư ể ấ ừ ệ ậ ương đến h ba nghiêng, tính ệ đối x ng c a tinh th gi mứ ủ ể ả

xu ng, h l p phố ệ ậ ương có tính đố ứi x ng cao nh t, h ba nghiêng th p nh t Ngấ ệ ấ ấ ười ta chia 7 hệtinh th thành 3 nhóm:ể

• Nhóm đối xứng bậc cao: hệ lập phương

• Nhóm đối xứng bậc trung: các hệ bốn phương, sáu phương và ba phương

• Nhóm đối xứng bậc thấp: các hệ trực thoi, một nghiêng và ba nghiêng

• Khoáng vật là các hợp chất tự nhiên được hình thành trong các quá trình địa chất Thuật ngữ "khoáng vật" bao hàm cả thành phần hóa học của vật liệu lẫn cấu trúc khoáng vật Các khoáng vật có thành phần hóa học thay đổi từ dạng các nguyên tố hóa học tinh khiết và cácmuối đơn giản tới các dạng phức tạp như các silicat với hàng nghìn dạng đã biết Công việc nghiên cứu khoáng vật được gọi là khoáng vật học

• Có hơn 5.300 loại khoáng vật được biết đến; hơn 5.070 trong số này đã được sự chấp thuận của Hiệp hội Khoáng vật học quốc tế(IMA) Nhóm khoáng vật silicat chiếm hơn 90%

vỏ Trái Đất Sự đa dạng và phong phú của các loại khoáng vật được điều khiển bởi thành phần hóa học của Trái Đất Silic và ôxy chiếm khoảng 75% vỏ Trái Đất, mà chúng chủ yếu nằm trong các cấu trúc của các khoáng vật silicat Các loại khoáng vật được phân việt bởi nhiều tính chất vật lý và hóa học Sự khác biệt về thành phần và cấu trúc tinh thể sẽ tạo ra các loại khoáng vật khác nhau, và các tính chất này đến lượt nó lại bị ảnh hưởng bởi môi trường địa chất mà khoáng vật đó được thành tạo Những thay đổi về nhiệt độ, áp suất, và thành phần của khối đá có thể kà nguyên nhân làm thay đổi đặc điểm khoáng vật học của nó; tuy nhiên, một loại đá có thể duy trì thành phần của nó, nhưng sự thay đổi về lâu dài về nhiệt độ và áp suất thì tính chất khoáng vật học của nó cũng có thể thay đổi theo

Để được phân loại như là khoáng vật "thật sự", một vật chất cần phải tồn tại ở dạng rắn và có cấu trúc kết tinh Nó cũng cần phải là vật chất có trong tự nhiên, thuần nhất và có thành phần hóa học

xác định trước Các định nghĩa truyền thống như Khoáng vật là chất khoáng vô cơ, tồn tại ở dạng

rắn ở nhiệt độ thường và là thành phần cấu tạo nên các loại đá trong lớp vỏ Trái Đất[1] đã loại bỏ các

vật liệu có nguồn gốc hữu cơ Tuy nhiên, Hiệp hội Khoáng vật Quốc tế vào năm 1995 đã chấp nhận một định nghĩa mới:

a mineral is an element or chemical compound that is normally crystalline and that has been formed as a result of geological processes

Một khoáng vật là một nguyên tố hay một hợp chất hóa học thông thường kết tinh và được tạo ra như là kết quả của các quá trình địa chất [2].

Các phân loại mới cũng bao gồm cả lớp hữu cơ – ví dụ như trong các hệ thống phân loại

Dana và Strunz phiên bản mới[3][4]

Thành phần hóa học có thể thay đổi giữa các thành viên đầu-cuối của hệ khoáng vật Ví dụ,các fenspat nhóm plagiocla bao gồm một chuỗi liên tục từ dạng giàu natri là albit(NaAlSi3O8)tới dạng giàu canxi là anorthit (CaAl2Si2O8) với 4 thành phần trung gian đã được công nhận giữa chúng Các vật liệu tương tự như khoáng vật nhưng không phù hợp chặt chẽ với định nghĩa về khoáng vật thì đôi khi hay được gọi chung là các á khoáng vật (mineraloid) Các vật chất nguồn gốc tự nhiên khác là các chất phi khoáng vật Cáckhoáng vật công nghiệp làthuật ngữ thị trường để chỉ các loại vật liệu đã khai thác được và có giá trị thương mại (xemphần Khoáng vật và đá dưới đây)

Cấu trúc tinh thể là sự sắp xếp trong không gian hình học có trật tự của các nguyên tử trongcấu trúc nội tại của khoáng vật Hiện nay tồn tại 14 sắp xếp ô mạng tinh thể cơ bản của các nguyên tử trong không gian ba chiều và chúng được gọi chung là 14 "ô mạng Bravais" Mỗi một ô mạng tinh thể này lại có thể được phân loại vào một trong sáu hệ tinh thể, và tất cả các cấu trúc tinh thể hiện nay được công nhận đều phù hợp với một ô mạng Bravais/một hệtinh thể Cấu trúc tinh thể này dựa trên sự sắp xếp thông thường củanguyên tử hay ion bên trong và nó thường được biểu diễn theo dạng hình học mà tinh thể có Thậm chí ngay cả khi các hạt khoáng vật là quá nhỏ để có thể nhìn hay có hình dạng bất thường thì cấu trúc tinh thể cơ bản của nó vẫn luôn luôn có tính chu kỳ và có thể xác định được nhờ nhiễu xạ tia X

Thành phần hóa học và cấu trúc tinh thể hợp lại với nhau để xác định khoáng vật Trên thực

tế, hai hay nhiều khoáng vật có thể có cùng một thành phần hóa học, nhưng khác nhau về

cấu trúc kết tinh (chúng được gọi là các chất đa hình) Ví dụ, pyrit và marcasit đều có thành

phần hóa học là sulfua sắt, nhưng sự sắp xếp các nguyên tử bên trong của chúng là khác nhau Tương tự, một vài khoáng vật lại có các thành phần hóa học khác nhau, nhưng có cùng một cấu trúc tinh thể: ví dụ, halit (hình thành từ natri và clo), galen(hình thành

từ chì và lưu huỳnh) cùng pericla (hình thành từ magiê và ôxy) đều có cùng cấu trúc tinh thểdạng lập phương

Cấu trúc tinh thể có ảnh hưởng lớn tới các tính chất vật lý của khoáng vật Ví dụ, mặc

dù kim cương và than chì (graphit) đều có cùng thành phần (cả hai đều là cacbon tinh khiết)nhưng graphit thì rất mềm còn kim cương thì lại là rắn nhất trong số các khoáng vật đã biết

Sở dĩ có điều này là do các nguyên tử cacbon trong than chì được sắp xếp thành các tấm

có thể dễ dàng trượt trên nhau trong khi các nguyên tử cacbon trong kim cương lại tạo ra một lưới ba chiều cài chặt vào nhau

Hiện nay, người ta đã biết trên 4.000 khoáng vật, theo như Hiệp hội Khoáng vật Quốc tế - tổchức chịu trách nhiệm phê chuẩn việc đặt tên cho các loại khoáng vật mới được tìm thấy trong tự nhiên Trong số này, khoảng 150 khoáng vật có thể được coi là "phổ biến", 50 là

"thỉnh thoảng" còn số còn lại là "hiếm" hay "cực hiếm"

• Ánh là cách mà bề mặt khoáng vật tương tác với ánh sáng và có thể nằm trong khoảng từ

mờ xỉn tới trong như thủy tinh

• Hệ số phản xạ cao như kim loại: galena và pyrit

• Độ phản xạ gần như kim loại: magnetit

• Ánh phi kim:

• Ánh Adamantin – lấp lánh, ánh của kim cương, cerussit và anglesit

• Ánh thủy tinh vỡ –ánh của thủy tinh vỡ: thạch anh

• Ánh Trân châu – ánh như ngọc trai: tan và apophyllit

• Ánh hổ phách – ánh của nhựa cây: sphalerit và lưu huỳnh

• Ánh Lụa - mềm mượt của các vật liệu có sợi: thạch cao và chrysotil

• Ánh mờ xỉn/đất -các khoáng vật kết tinh mịn: các dạng quặng màu nâu thận của hematit

• Cát khai miêu tả cách thức mà một khoáng vật có thể bị tách ra dọc theo các mặt phẳng khác nhau Tính bóc tách được nhìn thấy như là các đường thẳng song song nhỏ dọc theo khoáng vật

cát khai tự nhiên của khoáng vật.

• Mặt gãy concoit là mặt gãy cong và trơn nhẵn với các gợn đồng tâm, như các mặt

gãy ở thủy tinh

• Hackley là mặt gãy lởm chởm với các rìa sắc, nhọn.

• Dị thường

• Tỷ trọng riêng (thể trọng) nói về tỷ lệ giữa khối lượng của khối khoáng vật với một khối lượng tương đương về thể tích của nước Trong khi phần lớn khoáng vật, bao gồm cả những khoáng vật tạo đá phổ biến nhất, có tỷ trọng riêng trong khoảng 2,5 – 3,5, thì một số ít khoáng vật có thể là nhẹ hơn hay nặng hơn ví dụ một vài khoáng vật lớp sulfua có tỷ trọng riêng lớn hơn của các khoáng vật tạo đá phổ biến

• Các tính chất khác: Huỳnh quang (tương tác với tia cực tím), từ tính, tính phóng xạ, độ bám dính (tương tác với các thay đổi cơ học trong thay đổi hình dạng), tính áp điệnv.v

Bài chi tiết: Khoáng vật silicat

Thạch anh

Nhóm khoáng vật lớn nhất là nhóm silicat (phần lớn các loại đá chứa trên 95% là các silicat), với thành phần chủ yếu là silic và ôxy, cùng các cation như nhôm, magiê, sắt, và canxi Một số loại silicat hình thành đá quan trọng như các loại fenspat, thạch

anh, olivin, pyroxen,amphibol, garnet và mica

Lớp cacbonat [ sửa | sửa mã nguồn ]

Các khoáng vật cacbonat bao gồm các khoáng vật chứa anion (CO3)2- và bao

gồm canxit cùng aragonit (cả hai đều là cacbonat canxi),dolomit (cacbonat magiê/canxi)

hay siderit (cacbonat sắt) Các cacbonat là các trầm tích phổ biến trong các môi trường đại dương khi vỏ hay mai của các sinh vật đã chết bị tích lũy và trầm lắng xuống đáy biển Các cacbonat cũng được tìm thấy trong các môi trường bốc hơi(ví dụ Great Salt Lake (Hồ Muối Lớn), Utah) và cũng có trong các khu vực carxtơ (hang động đá vôi), tại đó sự hòa tan và trầm lắng của các cacbonat dẫn tới sự hình thành các hang động, thạch nhũ và măng đá Lớp cacbonat cũng bao gồm cả các khoáng vật nitrat vàborat

trường bốc hơi trong đó nước chứa nhiều muối chậm bốc hơi, cho phép sự hình thành của cả các sulfat lẫn các halua trong mặt phân giới nước-trầm tích Các sulfat cũng có mặt trong các hệthống mạch nhiệt dịch như là các khoáng vật thứ sinh đi kèm theo các khoáng vật quặng sulfua.Một nguồn phổ biến khác là các sản phẩm ôxi hóa thứ cấp của các khoáng vật sulfua ban đầu Các sulfat phổ biến nhất có anhydrit (thạch cao khan) (sulfat canxi), celestin (sulfat

stronti), barit (sulfat bari) và thạch cao (sulfat canxi ngậm nước) Lớp sulfat cũng bao gồm cả các khoáng vật gốc cromat, molybdat, selenat,sulfit, tellurat và tungstat

Halit

gồm fluorit (florua canxi), halit (clorua natri), sylvit(clorua kali) và sal amoniac (clorua amoni) Các halua, tương tự như các sulfat, được tìm thấy chủ yếu tại các môi trường bốc hơi như các