Transcript แร่ (Mineral)

แร่ (Mineral)
แร่ (mineral)
แร่ คือ ธาตุหรื อสารประกอบอนินทรี ยท์ ี่เกิดขึ้นเองตาม
ธรรมชาติ มีโครงสร้างภายในที่เป็ นระเบียบ มีสมบัติทางเคมีและ
ทางกายภาพที่แน่นอน
การตรวจวินิจฉัยแร่
• สมบัติทางกายภาพ
• สมบัติทางเคมี
สมบัติทางกายภาพ
1. สี (color)
แร่ บางชนิดมีสีเด่นและคงตัว เช่น สี เขียวของแร่ มาลาไคต์ บางชนิด
มีหลายสี เช่น ควอตซ์
สมบัติทางกายภาพ
2. สี ผง (streak)
เป็ นสี ของผงละเอียดที่หลุดจากแร่ โดยการเอาแร่ มาฝนลงบนแผ่น
กระเบื้องสี ขาวที่ไม่ได้เคลือบ มีประโยชน์ในการวินิจฉัยแร่ โลหะ
เนื่องจากแร่ บางชนิดสี ผงอาจต่างไปจากสี ตวั แร่ เช่น ไพไรต์ สี ผงสี
เทาแกมเขียว
สมบัติทางกายภาพ
3. ความวาว (luster)
คือลักษณะผิวแร่ ที่เกิดการสะท้อนแสง แบ่งออกได้เป็ น 3 พวก คือ
ความวาวแบบโลหะ (metallic luster) ความวาวแบบอโลหะ (nonmetallic luster) และความวาวแบบกึ่งโลหะ (sub-metallic luster)
วาวแบบโลหะ
แมกนีไทต์ (magnetite)
ไพไรต์ (pyrite)
วาวแบบอโลหะ
•
•
•
•
•
•
•
วาวแบบแก้ว (vitreous luster) เช่น ควอตซ์
วาวแบบเพชร (adamentine luster) เช่น เพชร
วาวแบบยางสน (resinous luster) หรื อวาวแบบไข (waxy luster)
วาวแบบมุก (pearly luster) เช่น มัสโคไวต์
วาวแบบอาบน้ ามัน (greasy luster) เช่น โอปอ
วาวแบบใยไหม (silky luster) เช่น แร่ ใยหิ น
ด้านเหมือนดิน (earthy luster หรื อ dull luster) เช่น ดินขาว
วาวแบบกึ่งโลหะ
อิลเมไนต์ (ilmenite)
โครไมต์ (chromite)
สมบัติทางกายภาพ
4. ความโปร่ งแสง (diaphaneity หรื อ transparency)
ดูจากลักษณะแสงที่ผา่ นไปได้ จาแนกออกเป็ น 3 แบบ คือ
- โปร่ งใส (transparent) คือ ความโปร่ งที่สามารถมองทะลุผา่ นได้ เช่น
หิ นเขี้ยวหนุมาน (rock crystal)
- โปร่ งแสง (translucent) คือ ความโปร่ งที่ยอมให้แสงทะลุผา่ นได้อย่าง
เดียว เช่น คาลซิโดนี (chalcedony)
- ทึบแสง (opaque) คือ ไม่ยอมให้แสงและสายตาผ่านได้ เช่น ควอตซ์สี
ขาวขุ่น
สมบัติทางกายภาพ
5. แนวแตกเรี ยบ (cleavage)
คือรอยแตกระนาบเรี ยบตามโครงสร้างอะตอมในผลึกแร่ รอยแตก
แบบนี้จะขนานไปตามผิวหน้าของแร่
ไมกา
ออร์โทเคลส
กาลีนา
แคลไซต์ ฟลูออไรต์
สมบัติทางกายภาพ
6. ผลึก (crystal)
ผลึกประกอบด้วยหน้าผลึก ซึ่งจัดเรี ยงกันอย่างมีระเบียบ และ
สัมพันธ์กบั โครงสร้างการจับกันของอะตอม มุมระหว่างหน้าผลึก
ที่ติดกันคงตัว
quartz
barite
chalcanthite
สมบัติทางกายภาพ
7. ลักษณะผลึก (crystal habit)
ผลึกที่มีรูปทรงผิดแผกที่มกั เกิดกับแร่ ชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ
ผลึกรู ปเข็มของรู ไทล์
ที่งอกอยูใ่ นผลึกควอตซ์
ผลึกรู ปเส้นใยของแร่ ใยหิ น
สมบัติทางกายภาพ
8. รอยแตก (fracture)
คือ ผิวแตกของแร่ ไม่สม่าเสมอ ไม่มีทิศทางแน่นอน มีหลายลักษณะ
รอยแตกโค้ งเว้ า (Conchoidal)
โรโดโคร
ไซต์
รอยแตกแบบเสี้ยน (Splintery)
รอยแตกขรุขระ (Uneven)
รอยแตกหยักแหลม (Hackly)
รอยแตกเรียบ (Even)
สมบัติทางกายภาพ
9. ความแข็ง (hardness)
คือ ความทนทานต่อการถูกขูดขีดของแร่ โดยอาศัยค่าความแข็ง
สัมพัทธ์ที่สูงกว่า การหาค่าสมบัติน้ ีใช้หน่วยวัด ความแข็งสัมพัทธ์
ของโมส์ (Mohs’ scale of hardness) ที่ประกอบด้วยชุดความแข็ง
ของแร่ 10 ชนิด เรี ยงตามลาดับความแข็งมากกว่าขึ้นไป ดังนี้
Talc
1
6
Feldspar
Gypsum
2
7
Quartz
Calcite
3
8
Topaz
Fluorite
4
9
Corundum
Apatite
5
10
Diamond
วัตถุอื่นที่มีความแข็งใกล้เคียง
•
•
•
•
เล็บมือ
เหรี ยญหรื อลวดทองแดง
ตะปู มีดพับ และกระจก
ตะใบเหล็ก
มีค่าความแข็งประมาณ 2.5
มีค่าความแข็งประมาณ 3-3.5
มีค่าความแข็งประมาณ 5-6
มีค่าความแข็งประมาณ 6.5-7
สมบัติทางกายภาพ
10. ความถ่วงจาเพาะ (specific gravity)
ตรวจจากความรู ้สึกหนักเบา โดยทัว่ ไปแร่ โลหะจะมีความ
ถ่วงจาเพาะสูง ส่ วนแร่ อโลหะจะมีความถ่วงจาเพาะต่า
สมบัติทางเคมี
1. ปฏิกิริยากับกรด
หยดกรดเกลือเจือจางลงบนแร่ แคลไซต์ จะเกิดฟองฟู่ ขึ้น และหมู่
แร่ ซลั ไฟด์จะมีปฏิกิริยาช้าและมีกลิ่นก๊าซไข่เน่า
สมบัติทางเคมี
2. การละลายในกรด
แร่ บดเป็ นผงละลายในกรดเกลือหรื อกรดดินประสิ วหรื อกรด
กามะถัน ให้สีสารละลายต่างกัน เช่น ทั้งกรดเกลือเข้มข้นและกรด
ดินประสิ วเข้มข้นละลายแร่ ที่มีพวกธาตุเหล็ก ได้สารละลายสี
เหลืองหรื อเหลืองน้ าตาล แร่ ที่มีธาตุทองแดงได้สารละลายสี ฟ้า
ส่ วนสารละลายในกรดดินประสิ วเข้มข้น แร่ ที่มีธาตุโคบอล ได้
สารละลายสี ชมพู และแร่ ที่มีทงั สเตนได้ตะกอนสี เหลือง
สมบัติทางเคมี
3. การทดสอบเปลวไฟ
โดยเอาแร่ เป็ นผงโรยลงบนห่วงลวดแพลทินมั นาไปเผาด้วย
ตะเกียงบุนเซน เปลวไฟที่เกิดขึ้นจะแตกต่างตามธาตุที่อยูใ่ นแร่ น้ นั
เช่น แร่ ที่มีธาตุทองแดง เปลวไฟมีสีฟ้าครามหรื อเขียวมรกต แร่ ที่
มีธาตุสงั กะสี ให้เปลวไฟสี เขียวแกมน้ าเงิน
สมบัติทางเคมี
4. การทดสอบสภาพหลอมเหลว
เปรี ยบเทียบความยากง่ายในการหลอมตัวของแร่ เรี ยกว่า หลอมได้
ง่าย หลอมได้ และหลอมได้ยาก
วงศ์แร่
จัดกลุ่มตามธาตุที่ประกอบอยู่
1. ธาตุธรรมชาติ (native element) เช่น แร่ ทองคา (Au) เงิน (Ag) เพชร (C)
2. หมู่แร่ ซลั ไฟด์ (sulfides) เช่น แร่ กาลีนา (PbS) ไพไรต์ (FeS2)
3. หมู่แร่ ซลั โฟซอลต์ (sulfosalts) เช่น แร่ เจมซอไนต์ (Pb4FeSb6S14)
4. หมู่แร่ ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ (oxides & hydroxide) เช่น แร่ ฮีมาไทต์
(Fe2O3) ไซโลมิเลน (BaMnO9(OH)4)
วงศ์แร่
5. หมู่แร่ เฮไลด์ (halides) เช่น แร่ เฮไลต์ (NaCl) ฟลูออไรต์ (CaF2)
6. หมู่แร่ คาร์บอเนต (carbonates) เช่น แร่ แคลไซต์ (CaCO3)
7. หมู่แร่ ไนเตรต (nitrates) เช่น แร่ ไนเตอร์ (KNO3)
8. หมู่แร่ บอเรต (borates) เช่น แร่ บอแรกซ์ (Na2B4O7.10H2O)
9. หมู่แร่ ซลั เฟตและโครเมต (sulfates & chromates) เช่น ยิปซัม
(CaSO4.2H2O) โครคอยต์ (PbCrO4)
วงศ์แร่
10. หมู่แร่ ทงั สเตทและโมลิบเดต (tungstates & molybdates) เช่น แร่
วุลแฟรไมต์ (FeMnWO4) วุลฟี ไนต์ (PbMoO4)
11. หมู่แร่ ฟอสเฟต อาร์เซเนต และวานาเดต (phosphates, arsenates &
vanadates) เช่น แร่ โมนาไซต์ ((Ce,La,Y,Th)PO4)
12. หมู่แร่ ซิลิเกต (silicates) เช่น แร่ ควอตซ์ (SiO2)
แร่ ประกอบหิ น
แร่ ที่ปรากฏพบมากบนเปลือกโลก โดยส่ วนใหญ่มาจากหมู่แร่ ซิลิเกต
ตัวอย่างแร่ ประกอบหิ นที่สาคัญ ได้แก่
1. กลุ่มแร่ ควอตซ์
แร่ ควอตซ์มกั เกิดเป็ นผลึกหกเหลี่ยม ไม่มีแนวแตกเรี ยบ มีแต่รอย
แตกโค้งเว้ารู ปฝาหอย มีค่าความแข็ง 7 โดยทัว่ ไปมักมีสีใส แต่อาจแสดง
ความหลากสี ได้ ถ้าสี ใส เรี ยก ผลึกหิ น (rock crystal) สี เหลือง เรี ยก ซิตริ น
(citrine) หรื อสี ม่วง เรี ยก อะมีทีส (amethys)
SiO2
แร่ ประกอบหิ น
2. กลุ่มแร่ เฟลด์สปาร์
ในการจาแนกหิ นอัคนี แร่ ในกลุ่มเฟลด์สปาร์ มี 2 ชนิด คือ
ออร์โทเคลส (K-feldspar) และแพลจิโอเคลส (Na, Ca feldspar) ออร์โทเคลส
โดยทัว่ ไปสี ชมพู และมีแนวแตกเรี ยบทามุม 90o ความแข็งประมาณ 6 ส่ วน
เฟลด์สปาร์ชนิดแพลจิโอเคลสจะมีสีขาวหรื อเทา
Ca
Na
KAlSi3O2
แร่ ประกอบหิ น
3. กลุ่มแร่ แอมฟิ โบล
แร่ สามัญของกลุ่มนี้ คือ ฮอร์นเบลนด์ แอกทิโนไลต์ เป็ นแร่ ที่มีสี
เข้ม ได้แก่ สี เขียว น้ าตาลเข้มหรื อดา มีค่าความแข็งประมาณ 5-6 มีความ
วาวแบบแก้ว
Na, Ca, Mg, Fe Al silicate
แร่ ประกอบหิ น
4. กลุ่มแร่ ไพรอกซีน
แร่ สามัญของกลุ่มนี้ คือ ออไจต์ โดยทัว่ ไปมีสีเขียวถึงดาและความ
วาวแบบแก้ว สี ผงขาวถึงเทา ความแข็ง 5-7 มีแนวแตกเรี ยบ 2 ชุด ทามุม
เกือบตั้งฉาก
Ca, Mg, Fe Al silicate
แร่ ประกอบหิ น
5. กลุ่มแร่ โอลีวีน
แร่ สามัญ คือ โอลีวีนโดยทัว่ ไปเป็ นสี เขียว มีรูปเม็ดกรวด มีค่า
ความแข็ง 6.5-7 มีความวาวแบบแก้ว แร่ โอลีวีนเป็ นแร่ ที่สาคัญของโลก
เนื่องจากเปลือกสมุทรของเราประกอบด้วยแร่ น้ ี
(Mg, Fe)2SiO4
แร่ ประกอบหิ น
6. กลุ่มแร่ ไมกา
ชนิดที่พบในหิ นทัว่ ไปมี 2 ชนิด คือ มัสโคไวต์ สี ขาวโปร่ งแสง
และไบโอไทต์ สี เขียวแกมดา แร่ กลุ่มนี้เป็ นแผ่นยืดหยุน่ ได้ มีความวาวแบบ
มุก ความแข็ง 2-5
Biotite
K, Mg, Fe Al silicate
Muscovite
K, Al silicate