Mineraller

Toprak
Toprak, magmatik
kayaçların,
kimyasal ve
fiziksel bozunma,
erozyon ve
biyolojik olayların
bir kombinasyonu
sonucu oluşan
son ürünüdür.
Akalan, İ. (1988) Toprağı;
“ Toprak arzın yüzeyini ince bir tabaka
halinde kaplayan, kayaların ve organik
maddelerin türlü ayrışma ürünlerinin
karışımından meydana gelen, içerisinde
ve üzerinde geniş bir canlılar alemi
barındıran, bitkilere durak yeri ve besin
kaynağı olan, belli oranlarda su ve hava
içeren üç boyutlu bir varlıktır” şeklinde
tanımlar.

Neden toprak konusunda çalışıyoruz?
Ürün elde
edildiği ortam
Çok büyük bütünleştirici
Gazları üretir
ve adsorbe
eder
Jeoloji, iklim,
biyoloji ve insan
tarihi için
aydınlatıcı
Atık ayrıştırıcı
İnşaat, tıp, seramik
alanlarında kaynak
materyal
Bitki
yetiştirme
ortamı
Canlılar için ev
(bitkiler, hayvanlar vd.)
Su ve atıklar
için filtre
Temel doğal kaynak
TOPRAĞIN DÖRT ESAS YAPI MADDESİ
25%
Hava
Su
Organik
45%
İnorganik
25%
5%
Toprağın Mineral İçeriğinde Bulunan
Elementler
Majör
Elementler
Si
Al
Fe
Ti
Ca
Mg
K
Na
(%)
30-45
2.4-7.4
1.2-4.3
0.3-0.7
0.01-3.9
0.01-1.6
0.2-2.5
Trace-1.5
Minör
Elementler
Zn
Cu
Ni
Mn
Co
Cr
Pb
As
(ppm)
10-250
5-15
20-30
~400
1-20
10-50
1-50
1-20
YERYÜZÜ KABUĞUNDA EN FAZLA
BULUNAN 8 ELEMENT
Elementler
Ağırlık %
Hacim %
Oksitler
Ağırlık %
O
46.6
91.77
Si
2.77
0.88
SiO2
59.3
Al
8.1
0.76
Al2O3
15.1
Fe
5.0
0.68
Fe2O3
7.2
Ca
3.6
1.48
CaO
7.9
Na
2.8
1.60
Na2O
3.8
K
2.6
2.14
K2O
3.1
Mg
2.1
0.56
MgO
3.5
Mineraller
Mineral doğal olarak oluşan, belli bir kimyasal bileşimi
ve formülü, kendine özgü fiziksel özellikleri ve atomik
yapısı olan madde veya cisme verilen addır.
Kristal sistemleri
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Küp sistemi
Tetragonal sistem
Heksagonal sistem
Trigonal sistem
Ortorombik sistem
Monoklinik sistem
Triklinik sistem
KÜP SİSTEMİ
İzometrik sistem ya da kübik sistem de denilen bu sistemde
a, b ve c eksenleri birbirine eşit, bu eksenler arasındaki
açılar 90o dir. Maksimum simetri unsuruna sahip olan bu
sistemde 13 simetri ekseni, 9 simetri düzlemi ve bir simetri
merkezi vardır. Bu sistemde kristallenen minerallerden
birkaçı kayatuzu, magnetit, galen, lösit ve elmastır.
TETRAGONAL SİSTEM
a1 ve a2 eksenleri birbirine eşit, c ekseni bunlardan daha
uzun olan bu sistemde eksenler arasındaki açılar 90o dir. c
ekseni a ve b eksenlerinin oluşturduğu düzleme diktir. 5
simetri düzlemi, 5 simetri ekseni ve simetri merkezi
vardır. Bu sistemde kristallenen minerallere örnekler zirkon,
rutil, kasiterit, idokrastır.
HEKSAGONAL SİSTEM
Üç yatay ve eşit boyda (a1, a2 ve a3 ) ve bunlara dik bir
farklı boyda (c) eksenden oluşan bu sistemde yatay
eksenler arasında 120o , bunlarla c ekseni arasında 90o lik
açılar bulunur. 7 simetri düzlemi, 7 simetri ekseni ve bir
simetri merkezi vardır. Bu sistemde kristallenen minerallere
örnekler beril, apatit, molibden ve grafittir.
Trigonal sistem
Üç yatay ve eşit boyda (a1, a2 ve a3 ) ve bunlara dik bir
uzun (c) eksenden oluşan bu sistemde yatay eksenler
arasında 120o , bunlarla c ekseni arasında 90o lik açılar
bulunur. 3 simetri düzlemi, 4 simetri ekseni ve bir simetri
merkezi vardır. Bu sistemde kristallenen minerallere
örnekler kalsit, kuvars, ve turmalindir.
ORTOROMBİK SİSTEM
Bu sistemde a, b ve c eksenleri birbirinden farklı boylarda
olup bunlar arasındaki açılar 90o dir. 3 simetri ekseni, 3
simetri düzlemi ve bir simetri merkezi vardır. Bu sistemde
kristallenen minerallere örnekler; kükürt, aragonit, topaz,
andalusit ve olivindir.
MONOKLİNİK SİSTEM
İki yatay, birbirine dik ve farklı boyda (a ve b) ve bunlarla
90o den daha büyük açı yapan ve daha uzun bir eksenden
(c) oluşan bu sistemde 1 simetri düzlemi, 1 simetri ekseni
ve bir simetri merkezi vardır. Bu sistemde kristallenen
minerallere örnekler; jips, ortoklas, epidot, borakstır.
TRİKLİNİK SİSTEM
Bu sistemde a, b ve c eksenleri farklı boylarda, bunlar
arasındaki açılar da 90o den farklıdır. Tek simetri unsuru
simetri merkezi olup sadece holoeder sınıfında
bulunur. Triklinik sistemde kristallenen minerallere örnekler
anortit, albit, vollastonit ve turkuvazdır.
Minerallerin Fiziksel Özellikleri
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Sertlik
Yoğunluk
Dilinim
Kırılma yüzeyi
Renk
Çizgi rengi
Parlaklık
Manyetik özellik
Dokunum
Tat
Koku
SERTLİK
Bir mineralin çizilmeye karşı gösterdiği dirence “sertlik”
darbelere karşı gösterdiği dirence de “sağlamlık” adı verilir.
Mohs Sertlik Cetveli
1.Talk Tırnakla çizilir
2.Jips Tırnakla çizilir
3.Kalsit
Toplu iğne ve çakı ile çizilir
4.Florit
Toplu iğne ve çakı ile çizilir
5.Apatit
Toplu iğne ve çakı ile çizilir
6.Feldspat Camı çizer, toplu iğne ve çakı ile çok zor çizilir
7.Kuvars
Toplu iğne ve çakı ile çizilmez
8.Topaz
Toplu iğne ve çakı ile çizilmez
9.Korund
Toplu iğne ve çakı ile çizilir
10.Elmas
Her şeyi çizer
Mohs sertlik dizisinde yer alan mineraller
1.Talk
2.Jips
3.Kalsit
4.Fluorit
5.Apatit
6.Feldspat
7.Kuvars
8.Topaz
9.Korundum
10. Elmas
Mineraller
Oluşumuna göre;
o Primer mineraller: ergimiş magmanın soğuyarak
sertleşmesi ile oluşur.
(kuvars, feldispatlar)
o
Sekonder
mineraller:
primer
minerallerin
sıcaklık, gaz ve sıvı etkisi ile değişiminden
oluşur.
(kil, hematit, limonit, jips)
PRİMER MİNERALLER
Primer Minerallerin kristal yapısı oluşumlarından günümüze kadar
kimyasal olarak farklılaşmamıştır.
Toprakta en fazla bulunan primer ve
sekonder mineraller
Primer
Kuvars
Ortoklas
Muskovit
Biotit
Hornblend
Olivin
Zirkon
Plajioklas
Augit
Sekonder
Kalsit
Dolomit
Jips
Apatit
Limonit
Hematit
Gibsit
Oplal
Kil
Mineraller
Kimyasal yapısına göre;
a) Silikat mineralleri: Na, K, Ca, Mg, Fe ve Al’un
silis asitlerle (H4SiO4) birleşmesi
b) Oksit ve hidroksit mineralleri: Oksijenin
silisyum ve demir ile birleşmesi [hematit/Fe2O3
oksit, limonit (H2Fe2O4).H2O]
c) Karbonat mineralleri: Ca ve Mg gibi bazik
bileşiklerin karbonik asit (H2CO3) ile birleşmesi
SİLİKATLAR
Kuvars
Birçok kayada (granit, kumtaşı) bulunan dayanıklı ve kalıcı bir
mineraldir. Kumun ve siltin temel maddesidir ve en bol bulunan toprak
mineralidir.
Hematit
Kırmızı bir demir oksittir. Ekstrem hava koşullarına karşı dayanıklıdır.
Kayalarda ve toprakta kırmızı ya da pembe renklenmenin nedenidir.
Kayalarda çimento oluşturabilirler.
Mika
Birçok magmatik kayaçta bulunan ince dilimli minerallerdir. Bazıları
dayanıklıdır (muskovit), bazıları çabuk parçalanır (biyotit).
Kil Mineralleri
Bunlar çoğunlukla feldispat minerallerinin ufalanması sonucu oluşurlar.
Yapraksı yapıları vardır ve bu nedenle yüzey alanları geniştir. Killi
toprakların ana bileşenleridir.
KUVARS
o
o
o
o
Yapısı SiO2 tir.
En fazla bulunan mineraldir
Sert, çeliği çizer, HF hariç
aside dayanıklıdır.
Kırmızı-sarı demiroksitlerden
kaynaklanır
FELDİSPATLAR
 Yapısı
Na, Ca ve Mg
alumino silikatlardan
(susuz) oluşur.
 Püskürük ve tortul
kayaçlarda % 60 oranında
bulunur.
 Sert yapıdadır. beyaz, sarı,
pembe, kırmızı renklerde
olabilir.
MİKALAR
K, Mg, Na ve Li silikatlarından
oluşur. Levha şekillidir.
Muskovit (K –Al silikat): Beyaz
renkli ve dayanıklı yapıdadır.
Biotit (Fe ve Mg-Al silikat): Siyah
renkli ve kolay ayrışabilir
yapıdadır.
Püskürük kayalarda var
KİL MİNERALLERİ
Feldispat, mika ve diğer silikat ayrışması ile
oluşur.
 Hidro-aluminyum ve demir silikat
 Sekonder minerallerdendir.
 Topraktaki Na, K, Ca, Mg’u yıkanmaya karşı
korur.
 Kuvvetli adhezyon nedeniyle ve Su Tutma
Kapasitesi yüksektir.

KİL MİNERALLERİ
Tanecik Boyutu
Çok kaba
taneli toprak
Aşınmış kaya parçası
> 200 mm
Kömür Topakları
60 - 200 mm
G
Çakıl
Kaba toprak
S
Kum
İnce Toprak
M
Silt
C Kil
Kaba
20 - 60 mm
Orta
6 - 20 mm
İnce
2 - 6 mm
Kaba
0.6 - 2.0 mm
Orta
0.2 - 0.6 mm
İnce
0.06 - 0.2 mm
Kaba
0.02 - 0.06 mm
Orta
0.006 - 0.02 mm
ince
0.002 - 0.006 mm
< 0.002 mm
OKSİT MİNERALLER
 Manyetit
( Fe3O4)
 Hematit
(Fe2O3)
 Götit
FeO(OH)
 Limonit
(H2Fe2O4).H2O
KARBONATLI MİNERALLER
Kireç taşlarının ana yapı
maddeleridir.
 Kalsit
(CaCO3)
 Magnezit (MgCO3)
 Dolomit [Ca.Mg(CO3)2]
 Siderit (FeCO3)
FOSFATLI MİNERALLER
Apatit
3Ca3(PO4)2.CaF2
 Monazit
(Ce, La, Pr, Nd, Th, Y).PO4
 Turkuaz
Cu.Al6(PO4)4(OH)8.5H2O

Miktarları azdır.
Püskürük kayalardan oluşur.
Fe, Al, organik fosfatlar
AMFİBOL-PİROKSENLER
 Ca,
Mg, Na alumino
silikatlardan oluşur.
 En bilinen kayaç türleri
granit, siyenit ve gnays tır.
 Cilalı, parlak
görünümlüdür.
 Genelde koyu yeşil ve
siyah renklidir.
 Kil oluşumunda önemlidir.
BORLU MİNERALLER
TURMALİN
 Fe
ve Mg içeren borlu
mineral
 Boro –Al silikat
 Pozitif ve negatif
kutuplar içerir
 Miktarları az
 Nemli bölgeler
KÜKÜRTLÜ MİNERALLER
ZİRKON:
o Zirkonyum silikat
o Bitki besleme değeri yok
PİRİT (Fe2S)
JİPS (CaSO4)
o CaSO4.2H2O
o Susuz jips- Anhidrit
Arid bölge topraklarında
toprak ıslahı için
kullanılabilir.