Χρωστικές ορυκτές πρώτες ύλες της Κύπρου: ορυκτολογική & χημική σύσταση = Natural Pigments of Cyprus:Mineralogical & Chemical composition.

Περίληψη

Οι έγχρωμες ουσίες μπορούν να ταξινομηθούν σε χρωστικές και βαφές με βάση την διαλυτότητά τους και τις μεθόδους εφαρμογής τους. Οι έγχρωμες ουσίες χωρίζονται σε φυσικές και τεχνητές. Οι φυσικές χρωστικές προέρχονται από πηγές που βρίσκονται στη φύση. Μπορούν να ληφθούν από ορυκτά, φυτά ή ακόμη και από ορισμένα ζώα. Αντίθετα οι τεχνητές χρωστικές είναι ουσίες που δεν υπάρχουν στη φύση αλλά δημιουργούνται από τον άνθρωπο με το συνδυασμό διάφορων χημικών ενώσεων.
Η Κύπρος είναι το τρίτο σε μέγεθος νησί της Μεσογείου, που δημιουργήθηκε μετά από αρκετές διεργασίες στο ευρύτερο πλαίσιο της καταβύθισης τόσο της Αφρικανικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική όσο και της δημιουργίας ενός ωκεάνιου φλοιού. Περιλαμβάνει 4 κύριες γεωλογικές ζώνες εκ τον οποίον η ζώνη Τροόδους, η ζώνη Μαμωνίων, η ζώνη της Κερύνειας και η ζώνη αυτόχθονων ιζηματογενών πετρωμάτων όπου καθεμία από αυτές περιέχει ποικιλία πετρωμάτων.
Από τα αρχαία χρόνια μέχρι και σήμερα οι φυσικές χρωστικές της Κύπρου υφίστανται εκμετάλλευση και σχετίζονται κατά κανόνα με το Οφιολιθικό Σύμπλεγμα του Τροόδους. Χαρακτηριστικές είναι τα φαιοχώματα (ούμπρες) και οι ώχρες. Στην παρούσα μελέτη συλλέχθηκαν 2 είδη δειγμάτων ώχρας (το μητρικό-L1 και το επιφανειακό πέτρωμα-L2) από το μεταλλείο Σκουριώτισσας το οποίο βρίσκεται 25 χιλιόμετρα νοτιοδυτικά της Λευκωσίας. Τα δείγματα μελετήθηκαν με τη μέθοδο της περιθλασιμετρίας ακτινών-Χ (XRD) για τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό της ορυκτολογικής τους σύστασης και με την μέθοδο φθορισμού ακτινών-Χ (XRF) για τον προσδιορισμό της χημικής σύστασης.
 Η ορυκτολογική σύσταση των δειγμάτων που μετρήθηκε με τη μέθοδο XRD, έδειξε ότι το μητρικό δείγμα ώχρας αποτελέιται από γκατίτη (24%), αιματίτη (24%) και χαλκοπυρίτη (26%). Αντίθετα το επιφανειακό δείγμα περιέχει γκαιτίτη (24%) και χαλαζία (76%).
Οι χημικές αναλύσεις των κύριων στοιχείων στα 2 δείγματα με τη μέθοδο φθορισμού ακτινών-Χ (XRF) έδειξαν ότι το διοξείδιο του πυριτίου και το  τριοξείδιο του σιδήρου αποτελούν τις κύριες χημικές φάσεις με  ποσοστά που κυμαίνονται μεταξύ 67.05% (δείγμα L1) και 75.12% (δείγμα L2) για το διοξείδιο του πυριτίου και 17.75%  (δείγμα L1) μέχρι  και 12,19% (δείγμα L2) για το  τριοξείδιο του σιδήρου. Το SO₃ μετρήθηκε από τιμές 4.61% μέχρι και 6.63% και το K2O παίρνει τιμές αναλογικά και στα δύο δείγματα από τιμές 0.05% μέχρι και 1.01%. Το TiO2 και P2O5 δεν εμφανίζονται καθόλου στο δεύτερο δείγμα  ωστόσο στο πρώτο δείγμα βρίσκονται σε μικρό ποσοστό 0,03% P2O5 και 0,83% TiO2 . Τα υπόλοιπα χημικά στοιχεία (Al₂O₃, MnO, MgO, CaO) βρίσκονται σε πολύ μικρές αναλογίες μέσα στα δύο δείγματα περίπου σε ποσοστό 0.06% μέχρι και 0,83%.

Coloured substances are classified into pigments and dyes depending on their solubility and the way they are applied to the substrate. Coloured substances can be divided into natural and artificial substances. Natural pigments can be derived from minerals, plants or from the animal kingdom. Artificial pigments or dyes are substances that do not exist in nature and are artificial, e.g. Egyptian blue.
Cyprus is the third largest island in the Mediterranean, which was formed after complex geological processes, in the wider context of the subduction of the African plate beneath the Eurasian plate and the formation of an oceanic crust. It consists of four main geological zones, including the Troodos Zone, the Mammonia Zone, the Kyrenia Zone and the Sedimentary Zone, each containing a variety of rocks.
 The natural pigments of Cyprus have been exploited from antiquity to the present day and are generally associated with the Troodos ophiolite complex. Typical examples are oubres and ochres. In the present study, two types of ochre samples (the matrix-L1 and the surface rock-L2) were collected from the Skouriotissa mine located 25 km southwest of Nicosia. The samples were studied by X-ray diffraction (XRD) for the qualitative and quantitative determination of their mineralogical composition and by X-ray fluorescence (XRF) for the determination of their chemical composition.
 The mineralogical composition of the main elements of the samples measured by X-ray fluorescence (XRD) showed that the parent ochre sample consists of goethite (23.91%) ,hematite (24.08%) and chalcopyrite (26.44%). In contrast, the surface sample contains goethite (23.91%) and quartz (76.89%).
Chemical analyses of the major elements in the two samples by X-ray fluorescence (XRF) showed that silica and Fe₂O₃ are the main chemical phases with percentages ranging between 67.05% (sample L1) and 75.12% (sample L2) for silica and 17.75% (sample L1) to 12.19% (sample L2) for Fe₂O₃. SO₃  was measured from values of 4.61% to 6.63% and K2O takes values proportionally in both samples from 0.05% to 1.01%. TiO2 and P2O5 are not present at all in the second sample, however, in the first sample they are present in a small proportion of 0.03% P2O5 and 0.83% TiO2. The other chemical elements (Al₂O₃, MnO, MgO, CaO ) are present in very small percentages in the two samples at approximately 0.06% to 0.83%.