A tár munkatársai sokáig főként ásványtani és kristályalaktani kutatásokkal foglalkoztak, majd az 1960-as évek közepétől a kőzettan került az előtérbe. Az 1980-as évek közepétől a 2010-es évek elejéig a leíró és topografikus ásványtan, a talajásványtan, a magmás és metamorf kőzettan, valamint az ásványtani tudománytörténet tartozott a kutatási profilba.
Jelenlegi kutatási területeink
Topografikus és leíró ásványtan
Hagyományos kutatási területünk Magyarország topografikus ásványtana, vagyis a hazánkban előforduló ásványok feltérképezése, megismerése. E munkát elsősorban a budapesti Eötvös Loránd Tudományegyetem, illetve a Miskolci Egyetem és a miskolci Herman Ottó Múzeum munkatársaival összefogva folytatjuk. Részt veszünk a hazai topografikus ásványtan eredményeit bemutató Topographia Mineralogica Hungariae folyóirat szerkesztésében is.
A leíró ásványtan a különböző ásványfajok tulajdonságaival foglalkozik. E témában a Kárpát-övezetben régebben felfedezett és leírt, de nem kielégítő ismeretük miatt újraértékelésre szoruló ásványokra összpontosítunk. A vizsgálatok eszközigénye miatt e kutatások széleskörű együttműködésben folynak.
Környezeti ásványtan
Az emberiségeknek a környezetre gyakorolt egyre nagyobb hatása miatt a környezeti ásványtani kutatások is egyre fontosabbak. Ezek keretében a felszínen és a felszín közelében található, a természetes folyamatok és az emberi tevékenység következtében kialakult ásványi fázisokat, jellegzetes tulajdonságaikat, képződésüket, mobilizálhatóságukat, illetve megkötődésüket vizsgáljuk. Különösen fontos az élőlényekre, emberi szervezetre káros ásványi anyagok vizsgálata (légköri szennyezések: ásványi porok, azbeszt; talajszennyezések: mérgező, sugárzó elemeket tartalmazó fázisok stb.). A kutatások célja a meglévő szennyezőforrások felderítése, megismerésük, viselkedésük jellemzése, ami hozzásegíthet a szennyezés megelőzéshez illetve megszüntetéshez.
E téren a Mátraszentimre–Gyöngyösoroszi bányaterület rekultivációjához kapcsolódóan a savas bányavizek okozta nehézfémszennyezés környezeti ásványtani vizsgálatában veszünk részt.
Magmás kőzettan és geokémia
Bazaltok
E kutatási területen az egyik témánk keretében az elmúlt években nagyrészt Geoparkká nyilvánított, mintegy 550 km2 kiterjedésű nógrád–gömöri bazaltvidéken előforduló pliocén–pleisztocén korú (0,4–5 millió éves) alkálibazaltos vulkáni kőzeteket, ezek zárványait, megakristályait és a hólyagüregekben lévő ásványokat vizsgáljuk. A vulkáni kitörés során a feltörő magma által magával ragadott kőzetzárványok (xenolitok) és megakristályok vizsgálata információt szolgáltat a bazaltos olvadék forrásáról, a Kárpát–Pannon térségben mintegy 25-30 km mélységben lévő felsőköpenyről (ultrabázisos xenolitok), az alsó kéregről (bázisos xenolitok) és a bazaltnál idősebb felszínközeli mellékkőzetekről (üledékes, metamorf és savanyú magmás kőzetek xenolitjai) is. A zárványok részletes tanulmányozása (méret, gyakoriság, megjelenés, kőzetszövet, ásványtani felépítés, kémiai összetétel, elváltozások, átalakulások) hozzásegíthet bennünket a képződési környezet és a bazaltos olvadékot érő folyamatok (magmás szétválás, magmakeveredés, mellékkőzet-beolvasztás) megismeréséhez.
A bazaltolvadék megszilárdulása során kialakuló hólyagüregekben változatos (karbonátos, szilikátos, oxidos) ásványkiválásokkal találkozunk. Ezek vizsgálata, leírása átvezet a topografikus ásványtan területére.
Gránitok
A SiO2-tartalmuk alapján a savanyú kőzetek csoportjába sorolt mélységi magmás kőzettípus, a gránitok vizsgálatával is foglalkozunk, részben doktori kutatás keretein belül.
Vizsgálati területeink a dél-magyarországi Mórágyi-rög és az Ausztriában, a Cseh-masszívum déli részén található Rastenberg környéke. Az itt felszínre bukkanó gránitos kőzetek korbesorolásával, valamint ásványtani és geokémiai vizsgálatával foglalkozunk. Mindkét terület a variszkuszi hegységképződési övezetbe tartozik. Képződményei, melyek kőzettani és geokémiai vizsgálatai nagy múltra tekintenek vissza, mintegy 340-350 millió évesek.
Az e kőzeteket ért földtani hatások korának pontosításával megismerhetnénk az egykori ősföldrajzi helyzetet, és tisztázódhatnának a vizsgált gránitos kőzetek keletkezésének még nem teljesen ismert részletei is. Ezzel együtt lehetőségünk nyílna e képződmények párhuzamosítására Európa más területein előforduló, hasonló keletkezésű kőzetekkel.
Kutatásaink során a legkorszerűbb ásványtani és kristálytani vizsgálatokat végezzük el (anyagszerkezeti vizsgálatok, a cirkonkristályok pontelemzéssel történő izotópos korbesorolása).
Ércteleptan
Teleptani kutatásaink fő célja a hazai mangánérctelepek genetikai folyamatainak pontosabb megismerése. Az aktualizmus Charles Lyell által lefektetett elve alapján – a „jelen kulcs a múlthoz” – a mai folyamatokat tanulmányozva válaszokat kaphatunk a múltban lezajlott események mikéntjére. Ez sok esetben sikerrel alkalmazható a nyersanyagtelepek keletkezésének tisztázására, azonban számos esetben nincs pontos analógia a napjainkban, valamint a több millió évvel ezelőtt keletkezett képződmények között. Ilyen problémát jelent például a tengerekben kiváló mangán-oxid-csapadék. Az üledékes eredetű mangánérctelepek és a jelenlegi tenger- vagy óceánfenéki mangántartalmú üledékek ásványtanilag eltérőek. Emiatt a mai környezetekről szerzett ismereteink csak nehezen illeszthetők bele az őskörnyezeti rekonstrukciókba. A mikroszkópi léptékű összehasonlító ásványtani vizsgálatok azonban hozzájárulhatnak a folyamatok teljesebb megismeréséhez. A telepet alkotó ásványszemcsék összetételének, szerkezetének, valamint egymáshoz viszonyított helyzetének megismerése pedig kulcsfontosságú a keletkezéstörténet pontosításához.
Az ásványtan tudomány- és kultúrtörténete
Az ásványtani tudomány- és kultúrtörténeti kutatások elsősorban az ásványgyűjtés, illetve a mineralógia és intézményei hazai történetére irányulnak. Magyarország egykor bányászati nagyhatalom volt, a különleges ásványairól híres ércbányák és kőfejtők révén. E vidék az ásványgyűjtés őshazái közé tartozik, hasonlóan nagy múltú a magyar ásványtan is, mely világhírű kutatókkal is büszkélkedhetett. A kutatások és intézmények múltján túl kiemelten foglalkozunk a Kárpát-övezetben felfedezett ásványok, valamint az ide lehullott meteoritok történetével is. E témákhoz kapcsolódik az MTM meteoritikai adatbázisa és a Kárpát-medence ásványlelőhelyeinek on-line kereshető névtára.
A közelmúlt kutatásaiból
Magmás kőzettan és geokémia
A magmás kőzettan területén a felsőköpenyből származó peridotit- és az alsókéregből eredő granulitxenolitok gyűjtésével, kőzettani és geokémiai vizsgálatával foglalkoztunk. Kutatásaink során a Kárpát-medence mélyfúrásokkal elérhetetlen régióban rejlő kőzeteket és az azokat felépítő ásványokat vizsgáltuk, melyek összetétele alapján meghatározható azok keletkezési mélysége (25-50 km) és a kőzetek eredete.
A mélyfúrások már 20-30 km mélységben található alsókéregbe sem tudnak lehatolni, nem is beszélve a kb. 25-30 km mélységnél kezdődő felsőköpenyről. A bazaltvulkánok azonban a felsőköpenyben képződött és onnan a felszínre tört lávából és tufából megszilárdult kőzetekből épülnek fel. Kivételesen szerencsés esetben ezek a lávák és tufák egészen ép állapotban képesek a felszínre hozni a felsőköpenyből és/vagy az alsókéregből leszakított kőzetdarabokat, ún. xenolitokat. E xenolitok vizsgálata és a kőzetlemezek mozgását magyarázó geodinamikai elméletek összevetése meglepő eredményeket hozott. Kiderült például, hogy a Kárpát-medence alatt a felsőköpeny nem szárazföldi, hanem óceáni jellegű. Ezt az első pillanatban valószínűtlennek tűnő következtetést ma már a lemeztektonika néven összefoglalt geodinamikai elmélettel magyarázni is tudjuk. Egy másik nagyon jelentős eredmény az, hogy meglepetésünkre számos gránátásványban gazdag granulitból (erősen átalakult metamorf kőzetből) álló xenolitot találtunk, ezek számításaink szerint igen nagy nyomáson, 40–50 km-es kéregmélységben keletkezhettek. E nem várt eredmény azért jelentős, mert közismert, hogy területünkön világviszonylatban is vékony a kéreg (25–30 km). Ez tehát az első közvetlen bizonyítékunk arra, hogy a jelenleg erősen kivékonyodott kéreg a Pannon-medence besüllyedése előtt jelentősen vastagabb volt.
Metamorf kőzettan és geokronológia
A magyar medence aljzatában elterjedtek a metamorf, azaz átalakult kőzetek. Felszíni előfordulásuk kis területre, szigethegységekre korlátozódik, azonban sok ezer mélyfúrás tárt fel ilyen kőzeteket a fiatal üledékes fedőrétegek alatt. E kőzetek fejlődéstörténetének és korviszonyainak felderítése nemcsak az aljzat szerkezeti, fejlődéstörténeti, ősföldrajzi megismeréséhez járul hozzá, hanem nyersanyagkutatási szempontból is igen fontos. Vizsgálataink elsősorban a magyar medencét felépítő egyik fő szerkezeti egység, a Tisza egység területére koncentrálódtak. (kép metamorf kőzetről)
Az Ásvány- és Kőzettárban a hazai metamorf kőzetek kormeghatározásával az ATOMKI-val (Debrecen) és a Bécsi Egyetem Földtani Tanszékével való tudományos együttműködés keretében foglalkoztunk. E munka fő feladata a metamorf kőzetek fejlődéstörténeti szakaszainak elkülönítése és e szakaszok időbeli meghatározása volt, mely lehetőséget nyújtott az egyes kéregblokkok korrelációjára. A kőzetek korát a belőlük kiválogatott (szeparált) ásványokon végzett K/Ar- és Ar40/Ar39-izotópos vizsgálatokkal határoztuk meg. Gránátszeparátumokon Sm/Nd-izotópos méréseket is végeztünk.
Eredményeink megerősítették a variszkuszi korú (380–280 millió év közti) kristályos kőzetek elterjedt jelenlétét a Tisza-egység egész területén. Ezek részben a kianit, részben az andalúzit ásványokkal jellemezhetők, és közepes illetve alacsony nyomáson kristályosodtak át. Az algyői metamorf hátságról közepes fokozatú permotriász és azt felülbélyegző kréta (alpi) átalakulást mutattunk ki. Az itt található kőzetek metamorf és szerkezeti fejlődése alapján ez az egység alpi takaróként értékelhető, és az osztrák Alpok ausztroalpi szerkezeti egységébe tartozó Saualp–Koralp-komplexummal mutat rokonságot.
Talajásványtan
Tárunk egyik speciális kutatási területe volt a talajásványtan. A szilárd kőzeteket alkotó ásványok a talajokban is előfordulnak, és azok számos tulajdonságára hatást gyakorolnak. A talajképződésről és a talajok termékenységét befolyásoló tényezőkről szakirodalmi összefoglaló tanulmányt készítettünk, mely jól alkalmazható a mezőgazdaságban és vízgazdálkodásban. Vizsgáltuk a talajok szerkezeti-szöveti (mikromorfológiai) sajátságait, valamint a réti és szikes talajok ásványeloszlásait.
A talajásványok erősen befolyásolják a talajok különböző fizikai, vízgazdálkodási, fizikokémiai, kémiai, kolloidikai jellemzőit. Kutatásaink alapján a hazai talajtípusokról átfogó mikroszkópi (mikromorfológiai) jellemzést készítettünk, valamint irodalmi adatok felhasználásával feltártuk, hogy milyen összefüggések vannak a talajok mikromorfológiai sajátságai és a talajképződési folyamatok között. A talajtípusok mikromorfológiája meghatározza a talaj minőségét, ennek megértése segít a talajművelési módszerek (talajvédelem, trágyázás, talajjavítás, öntözés) fenntartható alkalmazásában.
Az összefoglaló munkákon kívül különböző réti és szikes talajok ásványeloszlásait vizsgáltuk eredményesen. Szemcsenagysági frakciók ásványtani vizsgálatával meghatároztuk a kalcit és dolomit eloszlását a kiskunsági szikes talajokban, továbbá feltártuk szerepüket a karbonátdinamikában és e talajok képződésében. A hazai jellegzetes szologyos és a réti szolonyec talajok szologyos szintjében kovasavdúsulást mutattunk ki mind a szilárd, mind a folyadék fázisban, valamint meghatároztuk az agyagásványok eloszlását is e talajokban. Kutatásokat folytattunk a hazai szikes talajokon található sókivirágzások ásványi összetételének meghatározására.