Mineralogia genetyczna

Mineralogia genetyczna zajmuje się wyjaśnianiem warunków powstawania minerałów, ich paragenez i sukcesji oraz skał i złóż. Przedmiotem badań mineralogicznych są idywidua mineralne czyli kryształy i nieforemne ziarna, w tym ich skupienia minerałów oraz agregaty polimineralne. Problemy te są traktowane z różnych punktów widzenia, m.in. chemizmu, środowiska krystalizacji i jego ewolucji, własności fizyko-chemicznych, ciśnienia i temperatury. Mineralogia genetyczna wyjaśnia też przyczyny procesów mechanicznych prowadzących np. do kataklazy ziarn, tworzenie się zbliźniaczeń, powstania skupień stalaktytowych itp. Z geologicznego punktu widzenia zadanie mineralogi genetycznej polega na wyjaśnianiu charakteru oraz przebiegu procesów minerałotwórczych, a więc warunków krystalizacji minerałów, a co za tym idzie powstawanie skał i złóż kopalin użytecznych. Mineralogia genetyczna zespala w tym zakresie przedmioty badań mineralogii, petrologii, geologii i geologii złóż. Dla tych rozważań genetycznych ma znaczenie nie tylko identyfikacja minerałów czy ich zespołów, ale także w równym stopniu wyniki badań odchyleń własności kryształów od modeli wyidealizowanych. Ma to o tyle istotne znaczenie, gdyż określa to specyfikę i swoistość warunków panujących w określonych środowiskach.

Kosmomineralogia

Kosmomineralogia – nauka o minerałach pochodzenia pozaziemskiego; dział mineralogii, a także astronomii.

Badania materii pochodzenia pozaziemskiego prowadzą do rozpoznania nowych faz krystalicznych (nanominerałów, minerałów oraz ich kumulatów, czyli skał), szczególnie tych niewystępujących na Ziemi. Kosmomineralogia poszerza wiedzę o procesach minerało- i skałotwórczych zachodzących w kosmosie. Badania opierają się przede wszystkim na badaniach meteorytów kamiennych, czyli chondrytów, ale również materii dostarczonej z powierzchni Księżyca. Stwarza to dla kosmomineralogii szansę poznania wczesnej historii i etapów formowania się Układu Słonecznego, a także, pośrednio, budowy wnętrza Ziemi. Wyniki badań prowadzą do opisania własności i struktury materii nieorganicznej, budującej planety skaliste, planetoidy, komety, cząsteczki pyłu kosmicznego oraz przybliżają warunki, w jakich one powstały.

Jednym z najciekawszych odkryć kosmomineralogów jest odkrycie w chondrytach nanodiamentów. Są to nanometryczne cząstki mineralne wielkości milionowych części milimetra, które po raz pierwszy zaobserwował Edward Anderson w 1987. Nanodiamenty powstają w czasie wybuchów supernowych, kiedy materia z gwiazdy zostaje wyrzucona w przestrzeń kosmiczną i dochodzi wtedy do kondensacji atomów węgla. Ponadto obserwuje się w meteorytach niespotykaną na Ziemi różnorodność polimorficznych odmian pierwiastka węgla, z których wyjątkowe są, nieznane na Ziemi, heksagonalny diament nazywany lonsdaleitem oraz fulleryt zbudowany z fullerenów.

Dzięki badaniom kosmomineralogicznym opisano około 300 minerałów pochodzenia pozaziemskiego, w tym 54 minerały nieznalezione w skałach Ziemi (dane z 2010 roku).

Gemmologia

Gemmologia (z łac. gemma i gr. logos) – nauka o kamieniach szlachetnych i ozdobnych stosowanych w jubilerstwie i zdobnictwie.
Gemma – słowo to oznaczało najpierw każdy kamień szlachetny, następnie kamień grawerowany służący do pieczętowania a później kamień noszony także jako ozdoba. Gemma miała płaskorzeźbę rżniętą wypukło (kamea) lub wklęsło (intaglio).
Logos – oznacza naukę, mowę.

Cechy jakościowe barwnych kamieni szlachetnych i ozdobnych podlegają ocenie metrologicznej. Podstawowym zadaniem gemmologii jest określenie barwy, jej odcienia i nasycenia oraz innych efektów optycznych i własności fizycznych.

Jako nauka o kamieniach szlachetnych i kamieniach ozdobnych jest dziedziną młodą, chociaż jej podstawy kształtowały się już w czasach starożytnych. Za najstarsze opisy kamieni szlachetnych należy uznać wzmianki zawarte w Biblii oraz w Iliadzie i Odysei. Rozwinęła się w XIX wieku obok nauk przyrodniczych (geologii, mineralogii, krystalografii). Później związała się ściśle z podstawowymi kierunkami nowoczesnej fizyki i chemii.

Kierunki, którymi zajmuje się gemmologia

  • prace poszukiwawcze, których celem jest pozyskiwanie nowych kamieni naturalnych i ich barwnych odmian,
  • badania identyfikacyjne i wycena kamieni szlachetnych i ozdobnych,
  • doskonalenie nowych metod diagnostycznych z wykorzystaniem najnowszych osiągnięć nauki i techniki,
  • prace nad zunifikowaniem definicji i określeń w celu uściślenia pojęć i dostosowania ich do obowiązujących norm międzynarodowych,
  • kształcenie nowej kadry specjalistów w zakresie rzeczoznawstwa kamieni szlachetnych i ozdobnych,
  • wiadomości o składzie i właściwościach kamieni szlachetnych, a także materiałów służących do sporządzania imitacji kamieni szlachetnych.

Wraz z postępem wiedzy współczesna gemmologia stała się nauką o materiałach gemmologicznych.
Funkcjonując na styku mineralogii, fizyki, chemii materiałów oraz inżynierii materiałowej, zajmuje się badaniem składu, struktury i własności materiałów gemmologicznych, ich genezą i pochodzeniem, technikami pozyskiwania i przetwarzania.

 

Materiały gemmologiczne możemy podzielić na:

  • kamienie naturalne – materiały pochodzenia naturalnego (przeważnie minerały) podatne na szlifowanie i polerowanie, trwałe a wykorzystywane przez człowieka głównie z uwagi na ich walory estetyczne (np. barwę, stopień przezroczystości, barwne efekty optyczne).
  • kamienie syntetyczne – materiały pozyskiwane procedurami opracowanymi przez człowieka. Wiele z nich powstaje na wzór materiałów naturalnych (ta sama formuła chemiczna, struktura, własności fizyczne…). Niektóre z tych materiałów, nie mające odpowiednika w przyrodzie, określa się jako sztuczne, np. sztuczne granaty (GGG, YAG). Gemmologia interesuje się tymi materiałami syntetycznymi, które mogą być wykorzystywane ze względu na ich walory estetyczne.
  • traktowane (poprawiane) – materiały naturalne i syntetyczne, których cechy i właściwości zostały zmodyfikowane procesami inicjowanymi i kontrolowanymi przez człowieka w taki sposób, by podnieść ich walory estetyczne.

W gemmologii używany jest także termin imitacja na określenie materiału naturalnego lub syntetycznego, którego przeznaczeniem jest naśladowanie określonego materiału naturalnego, choć niekiedy różnią się one znacznie pod względem składu chemicznego i struktury od naśladowanego materiału. Niektóre z tych materiałów bywają sztucznie modyfikowane traktowaniem w celu lepszego upodobnienia się do pierwowzoru.

Petrologia

Petrologia – (od greckiego petros – skała i logos – nauka) nauka o skałach. Bada ona właściwości fizyczne i chemiczne skał (także tych pochodzących z kosmosu), opisuje ich budowę, powstawanie, przeobrażanie się i występowanie w płaszczu Ziemi oraz jej skorupie. Zajmuje się problemami geologii dynamicznej, zwłaszcza tektoniki, sedymentologii i wulkanologii, geologii regionalnej i geofizyki, jest powiązana z meteorytyką, geochemią i mineralogią. Odgrywa ważną rolę w poszukiwaniu złóż i surowców skalnych.

Bywa utożsamiana z petrografią, jednak przez wielu autorów i coraz częściej uważana jest za dziedzinę szerszą od petrografii.

Petrografia

Petrografia – (od greckiego πέτρα (petra) – skała i γράφω (graphō) – pisać) – nauka o skałach, zajmująca się składem i właściwościami fizycznymi i chemicznymi skał. Uważana za fizjografię skał.

Przez niektórych autorów utożsamiana jest z petrologią, na ogół jednak postrzegana jest jako pojęcie węższe od petrologii.

Największy wkład w rozwój petrografii jako dyscypliny naukowej mieli: niemiecki uczony Hermann Karl Rosenbusch oraz angielski geolog Henry Clifton Sorby.